Estudio Aislacon Viviendas En Chile

FICHA RESUMEN / MEMORIA DE TÍTULO

A partir de la memoria de título “Estudio y Caracterización del Comportamiento Térmico de un Tipo de Vivienda Construido por la Empresa SMITHOUSE en las Diferentes Zonas Climáticas de Chile”, la presente ficha presentará los resultados con mayor relevancia técnica para el lector. El objetivo principal de dicha memoria, fue determinar el consumo energético y económico requerido en calefacción que demanda una vivienda en particular de 141 m2 de superficie, construida por la empresa Smithouse, emplazada en las siete zonas climáticas de Chile. El costo monetario anual destinado a calefaccionar la vivienda en estudio está calculado para electricidad y gas natural como fuentes energéticas. Debido a que cada zona climática agrupa varios lugares con niveles de radiación solar similares, se optó por representar cada zona con una ciudad de interés para la empresa patrocinante. La tabla que se expone a continuación, presenta lo antes mencionado. ZONA CLIMÁTICA CIUDAD REPRESENTANTE 1

La Serena

2

Valparaíso

3

Santiago

4

Concepción

5

Temuco

6

Puerto Montt

7

Punta Arenas

El estudio térmico fue realizado para dos opciones residenciales, diferenciándose una de otra sólo por el sistema constructivo de muros y su respectiva aislación térmica.

Corporación de Desarrollo Tecnológico / Universidad Técnica Federico Santa María / Constructora Smithouse

FICHA RESUMEN / MEMORIA DE TÍTULO

Los dos tipos de alternativas se identificaron como “A” y “B”. El resto de los complejos, no posee variaciones de ningún tipo, salvo el espesor del material aislante utilizado en la estructura de techumbre que aumenta a medida que lo hace también la zona climática. Por su parte, el diseño arquitectónico no presenta ninguna variación en el lugar de emplazamiento. La alternativa “A” es la comúnmente utilizada por otras empresas constructoras del rubro, que consiste en una estructura de Metalcon que posee en su interior lana de vidrio como material aislante. Hacia el exterior, se instala una plancha de OSB y un aislamiento hídrico que finalmente, se reviste con siding de fibrocemento como terminación exterior. Hacia el interior, se atornillan planchas de yeso – cartón como material de terminación. En esta opción residencial, el espesor del material aislante es el mismo en todas las zonas climáticas donde se emplaza el proyecto constructivo y en todas ellas se cumple la exigencia de transmitancia térmica (U) máxima para muro estipulada en el Artículo 4.1.10 de la Ordenanza General de Urbanismo y Construcciones. Es así como se comprobó que las condiciones aislantes en muros están sobredimensionadas en todas las zonas térmicas, excepto la siete, que alcanza con precisión el valor exigido por la Ordenanza. Por su parte, la alternativa residencial “B”, está construida a través de paneles estructurales SIP (Structural Insulated Panels). Estos consisten en dos placas de OSB adheridas a un alma de poliestireno expandido de alta densidad. Esta estructura de muro, también NO presenta variaciones de ningún tipo dentro de las siete zonas climáticas y se encuentra sobredimensionada térmicamente en todas ellas. Para la realización de los cálculos, primero fue necesario determinar la transmitancia térmica (U) de los diferentes complejos que tienen contacto directo con el medio ambiente y a través de los cuales se libera el calor al exterior, es decir, por donde se producen las pérdidas de calor. Estos complejos son: techumbre, muros, piso, ventanas y puertas. El cálculo individual de cada uno de ellos, se realizó mediante la Norma Chilena NCh853. Of91, a excepción de las ventanas, ya que el valor U es entregado por el propio fabricante. Los resultados obtenidos de transmitancia térmica ponderada en muros, para ambas alternativas residenciales, son los mismos en todas las zonas climáticas de Chile y en los dos tipos de opciones residenciales. Se tabulan a continuación:

Corporación de Desarrollo Tecnológico / Universidad Técnica Federico Santa María / Constructora Smithouse

FICHA RESUMEN / MEMORIA DE TÍTULO

Alternativa Residencial

U [W/m2K]

A B

0,6 0,4

Siguiendo el tema de cálculos y considerando las pérdidas de calor al exterior y el calor cedido al aire que se introduce en la vivienda por ventilación o infiltración, se obtienen las pérdidas de calor totales de la vivienda, que es uno de los valores necesarios para conocer la energía requerida en calefacción (ERC). Otro dato importante para obtener el resultado deseado, es conocer los valores de grado – día mensual que posee cada ciudad representante (GDM). Donde “cada grado promedio diario bajo 18,3 [ºC] se le designa como grado – día o GD”, según lo define el autor Pedro Sarmiento en su libro Energía Solar en Arquitectura y Construcción. Esta temperatura se ha designado como temperatura base o de referencia. Del mismo modo, el autor señala que “se considera la necesidad de calefacción cuando un mes posee más de 100 GD” por lo que, los valores de costo monetario están referidos a los meses que lo demandan (los cuales aumentan a medida que se llega a la zona 7) y calculados de acuerdo al método sugerido por el mismo autor en su libro ya mencionado. Los resultados de energía requerida en calefacción obtenidos, en unidades de kWh/m2año, para ambas alternativas residenciales en las diferentes zonas climáticas de Chile, son los siguientes: ZONA CLIMÁTICA

Energía Requerida en Calefacción 2 [kWh/m año] Opción "A"

Opción "B"

1 2

111 105

107 101

3

145

139

4

182

174

5

196

188

6

227

217

7

354

339

Corporación de Desarrollo Tecnológico / Universidad Técnica Federico Santa María / Constructora Smithouse

FICHA RESUMEN / MEMORIA DE TÍTULO

Los dos gráficos que se presentan a continuación, indican el costo económico que demanda anualmente en calefacción la vivienda en estudio dentro de cada una de las zonas climáticas, si para ello se utiliza electricidad o gas natural respectivamente. Es posible visualizar que el uso de la electricidad tiene un costo monetario más elevado que el gas natural. Gasto en Calefacción mediante Energía Eléctrica en las Zonas Climáticas de Chile Costo [$] $ 6.000.000 $ 5.000.000 $ 4.000.000 $ 3.000.000

Alternativa Residencial "A"

$ 2.000.000

Alternativa Residencial "B"

$ 1.000.000 $0 1

2

3

4

5

6

7

Zonas Climáticas de Chile

Gasto en Caleacción mediante Gas Natural en las Zonas Climáticas de Chile

Costo [$]

$ 4.000.000 $ 3.500.000 $ 3.000.000 $ 2.500.000 $ 2.000.000 $ 1.500.000 $ 1.000.000 $ 500.000 $0

Alternativa Residencial "A" Alternativa Residencial "B"

1

2

3

4

5

6

7

Zonas Climáticas de Chile

A modo de comparación, una vivienda social emplazada en la zona 3 bajo fiscalización del SERVIU demanda 175 [kWh/m2año] sólo para calefacción, mientras que la vivienda construida por Smithouse en la misma zona climática y con mayor volumen, sólo requiere 139 [kWh/m2año]. Estos 36 [kWh/m2año] de diferencia traducidos a costo monetario

Corporación de Desarrollo Tecnológico / Universidad Técnica Federico Santa María / Constructora Smithouse

FICHA RESUMEN / MEMORIA DE TÍTULO

logra una variación anual entre $385.000 si el medio de calefacción es gas y $555.000 si es electricidad.

Energía Requerida para Calefacción [kWh/m² año ]

Consumo y Ahorro Energético Mediante Alternativa Residencial "B" 400 350 300 250 200 150 100 50 0

Ahorro Alternativa Residencial "B"

1

2

3

4

5

6

7

Zonas Climáticas de Chile

Finalmente, este último gráfico indica que entre los dos tipos de alternativas residenciales, en promedio, la opción “A” requiere un 4,1% más de energía en calefacción que si se escoge como vivienda la alternativa “B”, la cual posee muros en base a paneles SIP.

Corporación de Desarrollo Tecnológico / Universidad Técnica Federico Santa María / Constructora Smithouse