Reacondicionamiento térmico de vivienda en uso
Existe un gran campo de
edificaciones, construidas antes del año 2000, que no cuentan con
sistema alguno de aislación, siendo este el punto en el que debemos
enfocar nuestros esfuerzos para un desarrollo sustentable y eficiente
energéticamente. Por esta razón, la Corporación de Desarrollo
Tecnológico (CDT) de la Cámara Chilena de la Construcción (CChC), en
su misión de referente tecnológico de la construcción, en conjunto con
el Programa País de Eficiencia Energética (PPEE) del Ministerio de
Energía, han liderado la publicación “Reacondicionamiento térmico de
viviendas en uso”, manual técnico imprescindible para profesionales
encargados de las especificaciones técnicas en edificaciones. El
documento consiste en un manual de buenas prácticas que entrega las
herramientas necesarias sobre cómo diseñar y especificar soluciones de
reacondicionamiento térmico de viviendas, entregando además
información técnica relevante sobre productos y sistemas de
construcción disponibles en el mercado local.
Introducción
SENSACIÓN TÉRMICA EN UN AMBIENTE SEGÚN TEMPERATURA, HUMEDAD Y MOVIMIENTO DEL AIRE.
2.3 Transferencia de calor
Conducción
Esta nueva iniciativa de la CDT, que
viene de la mano del documento “Aislación Térmica Exterior: Manual de
diseño para soluciones en edificaciones”, apunta principalmente a
fortalecer las buenas prácticas constructivas en términos de mejorar
la eficiencia energética de las viviendas y su habitabilidad,
otorgando adicionalmente conocimientos y guías para mejorar la calidad
de vida de los usuarios finales dando recomendaciones de uso y
mantenimiento de la vivienda, logrando así una mayor vida útil de las
soluciones de reacondicionamiento implementadas y una aislación más
eficaz.
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Introducción
En la actualidad es indispensable disminuir
el gasto de energía, debido a la escasez de recursos energéticos que
hay en el mundo. Es por esto que el ámbito de la construcción no puede
quedar indiferente a este fenómeno, por lo cual se deben tomar la
mayor cantidad de medidas que mitiguen la crisis energética.
Ya en el año 1996 el Ministerio de Vivienda y Urbanismo (MINVU) estableció un Programa de Reglamentaciónsobre Acondicionamiento Térmico de Viviendas. Este Programa consta de tres etapas, de las cuales las dos primeras ya se encuentran en vigencia:
Ya en el año 1996 el Ministerio de Vivienda y Urbanismo (MINVU) estableció un Programa de Reglamentaciónsobre Acondicionamiento Térmico de Viviendas. Este Programa consta de tres etapas, de las cuales las dos primeras ya se encuentran en vigencia:
• 1ª Etapa: Aislación de techumbre.
• 2ª Etapa: Aislación de muros, ventanas y pisos ventilados.
• 3ª Etapa: Certificación energética de las edificaciones.
• 2ª Etapa: Aislación de muros, ventanas y pisos ventilados.
• 3ª Etapa: Certificación energética de las edificaciones.
Los objetivos que buscan satisfacer las dos
etapas vigentes son disminuir al máximo el consumo de energía,
utilizar y optimizar las ganancias internas y externas. Y, en el caso
que se requiera calefaccionar o enfriar un recinto, utilizar sistemas
no contaminantes, eficientes y de bajo costo.
La primera etapa entró en vigencia en marzo de 2000 mientras que la segunda en enero de 2007, ambas a través de modificaciones a la Ordenanza General de Urbanismo y Construcciones, en el artículo 4.1.10, el cual establece exigencias de aislación térmica dependiendo de la zona en que se emplace la vivienda.
Si bien la Reglamentación Térmica vigente ha generado beneficios para las viviendas acogidas a ésta, es decir, en el caso de techumbres para las viviendas construidas a partir del año 2000 y para muros, ventanas y pisos ventilados desde el año 2007, existe un gran número de viviendas que no cuentan con un sistema de aislación térmica adecuado, debido a que no existía legislación que les exigiera cumplir con requisitos mínimos de resistencia térmica en la envolvente.
En la actualidad, existe un 74% de viviendas que no se encuentran acogidas a ninguna exigenca termica, las viviendas construidas antes del año 2000, y un 19% que sólo se encuentra acogida a la Primera Etapa de la Reglamentación Térmica, es decir, sólo cuentan con aislación de techumbre, correspondiente a las viviendas construidas entre los períodos marzo de 2000 y febrero de 2007.
Pero este gran número de viviendas que nose encuentran acogidas a la Reglamentación Térmica, ya sea en una o en sus dos etapas vigentes, pueden mejorar su aislación térmica
por medio de un reacondicionamiento térmico.
La primera etapa entró en vigencia en marzo de 2000 mientras que la segunda en enero de 2007, ambas a través de modificaciones a la Ordenanza General de Urbanismo y Construcciones, en el artículo 4.1.10, el cual establece exigencias de aislación térmica dependiendo de la zona en que se emplace la vivienda.
Si bien la Reglamentación Térmica vigente ha generado beneficios para las viviendas acogidas a ésta, es decir, en el caso de techumbres para las viviendas construidas a partir del año 2000 y para muros, ventanas y pisos ventilados desde el año 2007, existe un gran número de viviendas que no cuentan con un sistema de aislación térmica adecuado, debido a que no existía legislación que les exigiera cumplir con requisitos mínimos de resistencia térmica en la envolvente.
En la actualidad, existe un 74% de viviendas que no se encuentran acogidas a ninguna exigenca termica, las viviendas construidas antes del año 2000, y un 19% que sólo se encuentra acogida a la Primera Etapa de la Reglamentación Térmica, es decir, sólo cuentan con aislación de techumbre, correspondiente a las viviendas construidas entre los períodos marzo de 2000 y febrero de 2007.
Pero este gran número de viviendas que nose encuentran acogidas a la Reglamentación Térmica, ya sea en una o en sus dos etapas vigentes, pueden mejorar su aislación térmica
por medio de un reacondicionamiento térmico.
El reacondicionamiento térmico busca mejorar
las condiciones de confort térmico dentro de una vivienda, a través
de la aplicación de sistemas, métodos y/o materiales, los cuales
pueden ser ejecutados a través de una obra menor.Pero si bien el reacondicionamiento térmico busca mejorar principalmente las condiciones de las viviendas que no se encuentren acogidas a la Reglamentación Térmica, las viviendas que se hayan construido acogiéndose a ésta última también pueden ser reacondicionadas, con el fin de aislar elementos que la Reglamentación Térmica vigente no considera, como por ejemplo puertas, o bien mejorar la aislación existente con el fin de conseguir un menor consumo de energía y un aumento del confort térmico, dado que la reglamentación establece temperaturas de confort inferiores a los estándares internacionales.
pueden ser ejecutados a través de una obra menor.Pero si bien el reacondicionamiento térmico busca mejorar principalmente las condiciones de las viviendas que no se encuentren acogidas a la Reglamentación Térmica, las viviendas que se hayan construido acogiéndose a ésta última también pueden ser reacondicionadas, con el fin de aislar elementos que la Reglamentación Térmica vigente no considera, como por ejemplo puertas, o bien mejorar la aislación existente con el fin de conseguir un menor consumo de energía y un aumento del confort térmico, dado que la reglamentación establece temperaturas de confort inferiores a los estándares internacionales.
Cabe señalar que en el año 2009, el
Ministerio de Vivienda y Urbanismo junto con el Programa País de
Eficiencia Energética, han implementado un programa piloto de subsidios
habitacionales destinados al reacondicionamiento térmico focalizado a
viviendas de sectores vulnerables.
El objetivo de este subsidio es incentivar a las familias al reacondicionamiento térmico para disminuir el gasto energético.
El objetivo de este subsidio es incentivar a las familias al reacondicionamiento térmico para disminuir el gasto energético.
Lo anterior significa un gran avance en
materia de reacondicionamiento de viviendas en el país, ya que
corresponde al primer programa de subsidios que busca incentivar el
acondicionamiento térmico mediante la disminución del valor de la
transmitancia térmica (U) para elementos verticales; barreras
de vapor y/o humedad; revestimientos interiores y exteriores, marcos de ventanas, entre otras.
de vapor y/o humedad; revestimientos interiores y exteriores, marcos de ventanas, entre otras.
En el presente manual se mostrarán las
posibles soluciones constructivas y/o materialidades que permiten
reacondicionar térmicamente viviendas que ya se encuentren
construidas.
Las soluciones consideradas en este
documento técnico tendrán como condiciones mínimas de
reacondicionamiento térmico las señaladas en la Reglamentación Térmica
vigente, es decir, se considerará como base los requisitos térmicos
señalados en ésta.
El manual considera soluciones para
techumbres, muros, vanos y pisos: buscando ofrecer opciones factibles
para todo tipo de viviendas, con el fin de incentivar el
reacondicionamiento térmico en todos sus niveles.
Además, se demuestra mediante un caso práctico los beneficios en ahorro de energía que genera el reacondicionar una casa.
Además, se demuestra mediante un caso práctico los beneficios en ahorro de energía que genera el reacondicionar una casa.
Por último, se entrega una planilla de
cálculo y dimensionamiento de las soluciones planteadas, de fácil uso y
aplicación: para todo tipo de usuarios.
Antecedentes previos
Se entiende como reacondicionamiento térmico
todas aquellas soluciones, métodos y/o materiales que permiten
disminuir el consumo energético, y en consecuencia, aumentar el
confort térmico de los integrantes de una vivienda.
2.1 Ventajas de reacondicionar
Al pensar en el concepto de
reacondicionamiento térmico, es recurrente que sólo lo asociemos a un
aumento o disminución de la temperatura (dependiendo de la época del
año) en el interior de un recinto. Pero reacondicionar térmicamente una
vivienda conlleva muchos otros beneficios.
Las principales ventajas que se pueden destacar al reacondicionar una vivienda son:
Las principales ventajas que se pueden destacar al reacondicionar una vivienda son:
• Logro de un confort térmico para los habitantes de la vivienda.
• Disminución del consumo energético (eficiencia energética).
• Disminución de la ocurrencia de puentes térmicos.
• Disminución del riesgo de condensación en elementos perimetrales.
• Mejora de la calidad del ambiente interior de la vivienda.
• Disminución de enfermedades asociadas a los períodos críticos del invierno.
• Disminución del consumo energético (eficiencia energética).
• Disminución de la ocurrencia de puentes térmicos.
• Disminución del riesgo de condensación en elementos perimetrales.
• Mejora de la calidad del ambiente interior de la vivienda.
• Disminución de enfermedades asociadas a los períodos críticos del invierno.
2.2 Confort térmico
La definición de confort según la Real
Academia Española corresponde a aquello que produce bienestar y
comodidad. Como se puede observar esta definición es bastante amplia,
al no especificar cuál es la comodidad que se está buscando. En el caso
del reacondicionamiento térmico, éste busca la comodidad térmica.
La elección de las características térmicas de los materiales y/o soluciones constructivas tiene como objetivo conseguir condiciones de confort térmico en períodos fríos, sin descuidar los períodos calurosos para los usuarios de las viviendas.
La elección de las características térmicas de los materiales y/o soluciones constructivas tiene como objetivo conseguir condiciones de confort térmico en períodos fríos, sin descuidar los períodos calurosos para los usuarios de las viviendas.
El confort térmico es la condición que busca
alcanzar cierta sensación de comodidad o satisfacción por parte de
los usuarios de una vivienda. Este depende de la temperatura del aire,
de la temperatura de radiación de los elementos interiores, de la
humedad del aire y la velocidad del mismo. Pero a la vez, en el
confort térmico influyen las condiciones ambientales existentes y del
metabolismo de las personas.
Dado que el concepto de confort puede
entenderse de variadas maneras según cada persona, existen autores que
han tratado de establecer parámetros capaces de definir el estado de
confort térmico.
P.O. Fanger plantea que el confort térmico depende de las siguientes variables: nivel de actividad, característica del vestido, temperatura seca, temperatura radiante media y velocidad del aire.
P.O. Fanger plantea que el confort térmico depende de las siguientes variables: nivel de actividad, característica del vestido, temperatura seca, temperatura radiante media y velocidad del aire.
El método Fanger consiste en el cálculo del
índice de un “voto medio estimado” que permite identificar la
sensación térmica de un ambiente. Una vez obtenida la sensación
térmica se puede establecer el “porcentaje previsible de
insatisfechos”, que tal como lo indica su nombre permite fijar el
número de personas que no considerarán confortable dicho ambiente. El
cálculo se realiza mediante los parámetros enunciados anteriormente,
los cuales son valorizados a través de estadísticas.
Un enfoque más antiguo pero igualmente útil,
es el planteado por B. Givoni. Las condiciones de confort propuestas
por Givoni, consisten en que para una actividad dada y suponiendo que
las personas se encuentran vestidas de manera razonable para las
condiciones existentes, el confort térmico puede ser logrado al
encontrarse al interior de una “Zona de Confort”. Esta “Zona de
Confort” se encuentra defi nida por la temperatura en °C y la cantidad
de humedad absoluta, es decir, la cantidad de gramos de agua por cada
kilógramo de aire seco, además de considerar una velocidad del aire de
0,2 m/s.
DIAGRAMA DE CONFORT.
Givoni (1998)
Givoni (1998)
Como se puede observar en la Figura 2-1,
Givoni plantea que para la época de verano la temperatura máxima
aceptada como confortable es de alrededor de los 27°C, teniendo una
humedad relativa de entre 20 y el 50%. Mientras que en invierno la
temperatura mínima considerada como confortable es de 17°C con una
humedad relativa de alrededor del 30 al 80%. También se puede observar
que las condiciones consideradas confortables en verano incluyen una
zona considerable de las de invierno y viceversa, por lo que al
encontrarse en el punto de intersección de ambas zonas se está
cumpliendo con las condiciones consideradas como confortables tanto en
invierno como en verano.
En la siguiente tabla también podemos observar límites establecidos para una sensación de confort tanto caluroso, tibio, agradable o frío:
En la siguiente tabla también podemos observar límites establecidos para una sensación de confort tanto caluroso, tibio, agradable o frío:
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SENSACIÓN TÉRMICA EN UN AMBIENTE SEGÚN TEMPERATURA, HUMEDAD Y MOVIMIENTO DEL AIRE.
Fuente: Gabriel Rodríguez, Temperatura de Confort, Revista BIT n°27, Septiembre 2002.
Por lo tanto, se puede definir como una
temperatura confortable a 20°C aproximadamente, valor considerado como
aceptable en países desarrollados, con una humedad relativa del aire
de entre 35 y 75% y un movimiento del aire de 1 m/s.
Una vez establecidos los límites que se considerarán confortables térmicamente en el interior de una vivienda, se debe buscar la manera de alcanzarlos. Es aquí donde nace una de las mayores interrogantes: el cómo lograr confort térmico considerando un adecuado uso de la energía. El reacondicionamiento térmico nos permite lograr esto, es decir, alcanzar condiciones confortables y a la vez ser efi ciente energéticamente. Este reacondicionamiento puede ser realizado a todos los niveles de la envolvente de la vivienda, ya sea en techumbre, muros, vanos y piso. Es importante entender que confort térmico no es sinónimo de efi ciencia energética, ya que por medio de sistemas de calefacción y refrigeración se puede obtener confort térmico, pero lo ideal es conseguirlo mediante un gasto mínimo de energía.
Una vez establecidos los límites que se considerarán confortables térmicamente en el interior de una vivienda, se debe buscar la manera de alcanzarlos. Es aquí donde nace una de las mayores interrogantes: el cómo lograr confort térmico considerando un adecuado uso de la energía. El reacondicionamiento térmico nos permite lograr esto, es decir, alcanzar condiciones confortables y a la vez ser efi ciente energéticamente. Este reacondicionamiento puede ser realizado a todos los niveles de la envolvente de la vivienda, ya sea en techumbre, muros, vanos y piso. Es importante entender que confort térmico no es sinónimo de efi ciencia energética, ya que por medio de sistemas de calefacción y refrigeración se puede obtener confort térmico, pero lo ideal es conseguirlo mediante un gasto mínimo de energía.
Una de las ventajas de reacondicionar una
vivienda es el alcance de un confort térmico a través de un sistema
que sea efi ciente energéticamente. Esto quiere decir que, al utilizar
soluciones que permitan mejorar la aislación térmica de una vivienda,
se disminuirá el gasto en energía de la misma para lograr condiciones
de confort térmico. Esto se debe principalmente a la pérdida de calor
a través de la envolvente producto de la transferencia de calor, ya
que al encontrarse a diferentes temperaturas el interior del exterior
de una vivienda, se produce una transferencia de calor desde el
ambiente más caliente hacia el más frío, ya sea en el caso de épocas
frías donde la transferencia de calor ocurre desde el interior hacia el
exterior de la vivienda, o bien en el caso de épocas calurosas, donde
la transferencia ocurre en el sentido contrario.
2.3 Transferencia de calor
Si suponemos una situación típica en
períodos fríos del año, el ambiente interior se encuentra más caliente
que el exterior. La transferencia de calor puede ocurrir a través de
los siguientes fenómenos:
TIPOS DE TRANSFERENCIA DE CALOR EN UNA VIVIENDA
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Conducción
El calor es transferido entre dos sistemas a
través del contacto directo de sus partículas, tendiendo a igualar la
temperatura entre los diferentes cuerpos que se encuentran en
contacto.
Convección
La transferencia de calor se produce por
intermedio de un fluido (aire o agua) capaz de transportar el calor
entre zonas con diferentes temperaturas. Esto ocurre ya que, los
fluidos al calentarse, aumentan de volumen y en consecuencia
disminuyen su densidad, y de esta forma ascienden desplazando al fluido
que se encuentra en la parte superior a menor temperatura.
Radiación
El intercambio de calor ocurre en forma
de ondas electromagnéticas o partículas subatómicas a través de un
material o incluso en ausencia del mismo 
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