Como concepto general y guía de este proyecto fue la “bioeficiencia” con criterios bioclimáticos, ecotécnicos, eficiencia energética, revalorización de los recursos regionales, autosuficiencia, sustentabilidad, medio ambiente y el desarrollo local entre otros.

El proyecto está ubicado en la localidad rural de Colonia Hugues en el sur del Departamento Colón, a 15 km. de la ciudad de Colón (25.000 habitantes) y a 30 km. de la ciudad de Concepción del Uruguay. El núcleo poblacional está ubicado a 1 km. La actividad económica más importante es la avicultura, por lo que existen varios galpones de pollo en los alrededores y otras actividades de tipo agrícola, tales como la cría de animales vacunos y la forestación.

El proyecto sé está ejecutando sobre un predio de 2 hectáreas, linderas a la traza del pueblo. La vegetación de este sector corresponde al bosque semixerófilo (árbol con espinas) y arbustos característicos de la región del espinal entrerriano. Los arboles con mayor abundancia son espinillos, ñandubay, talas, molles, cina cina y coronillos acompañados de arbustos como las chilcas y carquejas.

contexto general

La energía eléctrica es suministrada por una cooperativa de la región y el pedido de conexión es un trámite sencillo. La comunidad no cuenta con servicio de agua potable ni  cloacas. El agua se suministra a través de una perforación en el predio de 23 metros.

MATERIALES.

los criterios de selección de los materiales tuvieron en cuento dos aspectos:

• Distancia a la obra: se eligieron materiales que se encuentren o se fabriquen en empresas locales a no más de 30 km. de distancia, favoreciendo de esta manera la producción local, reduciendo transporte innecesario.
• Re-uso: se priorizaron materiales que hallan cumplido su vida útil o sean desechos de alguna actividad, cuyo destino sería un vertedero de cielo abierto.
• Reciclado: se buscaron materiales que hallan incorporado en sus procesos productivos elementos recuperados o residuos de otras actividades.

materiales de construcción

ASPECTOS DE DISEÑO

Para el diseño de esta vivienda se buscaron antecedentes de las tipologías constructivas de la región a la imposición del material. Esto se basa en la observación de como los antiguos pobladores de la región habían encontrado  soluciones adecuadas a los problemas que planteaba la construcción de sus viviendas tales como, el diseño, resistencia, salubridad, confort, etc. Es muy interesante cómo explotaron al máximo las propiedades de la región para las cimentaciones y la especialización en la construcción de ladrillos y fibras vegetales.

referentes de contexto

Los factores condicionantes de diseño para lograr un buen balance en la arquitectura bioclimática, tomando en cuenta las caracteristicas geográficas del sitio de construcción de la vivienda son: que pueda dar respuesta a las altas temperaturas de verano y que contemple las ocurrentes precipitaciones (más de 1200 mm anuales).

Para esto se implementaron las siguientes medidas:

• Orientación general: se partió con un eje de diseño norte-sur, orientación que permite captar los vientos predominantes, que en la región proviene del sector noreste, además de una adecuada protección a la radiación solar permanente al techo de dos aguas.
• Ubicación en el predio: Se ubicó la vivienda en un claro entre dos árboles, aprovechando la vegetación existente, buscando la protección particularmente de la radiación y los vientos.
• Galerías: La casa posee galerías en todo su contorno. Las más importantes, en tamaño, son la del norte y la del oeste, justamente buscando proteger a los muros en el verano de los rayos solares. a su vez, aportar aportar una superficie importante cuando llueva, espacio extra de juego para los niños y además un símbolo arquitectónico de la vivienda rural.
• Ventilaciones: La base de todo el sistema de ventilación son dos ventanas situadas en los extremos norte y sur sobre el eje de la viga principal y que actúan como inductores para que los vientos predominantes (noreste) ingresen a la vivienda y disipen el aire caliente provenientes de las habitaciones del salón por convección natural. La entrada de aire fresco se logra a través de las ventanas que están ubicadas desde 30 cm. del nivel del piso, pasando desde las habitaciones por una celosía ubicada en la viga longitudinal. Los pisos elevados cuentan con una cámara de aire por donde se establece una circulación natural desde el exterior pasando por las dos habitaciones y la biblioteca a los fines de mantener el aislamiento adecuado y secar el exceso de humedad. En la cámara de aire del techo por entre los fardos de botellas se diseño una ventilación que toma aire fresco desde las galerías y a medida que se va calentando disipa al aire caliente por dos salidas conectadas a una tubería longitudinal en el norte y en el sur optimizadas con forzadores eólicos.

sistema de ventilación

• Distribución y superficie: Las habitaciones se dispusieron al este, el salón y la cocina al oeste, el baño al sur y el lavadero al sur oeste a los fines de aprovechar al máximo la radiación solar de acuerdo al uso de cada espacio a lo largo del día en la vivienda. La superficie de la vivienda es de 145 m2, de los cuales 90 m2 corresponden a una superficie cubierta y 55 m2 a una superficie semi cubierta (galerías).

CONSUMO DE ENERGÍA

• Electricidad: La casa está diseñada para no necesitar sistema eléctrico de refrigeración de aire, y aprovechar al máximo la luz solar, por lo que el consumo eléctrico más importante van a ser los electrodomésticos. Todas las luminarias son de alto rendimiento y las lámparas de bajo consumo.
• Gas: esta previsto la instalación de un pequeño anafe de dos hornallas que va a funcionar en base a gas envasado de garrafa, ya que para el horno se va a suplir con una cocina económica y un horno de barro, ambos a leña que es un elemento abundante en el predio y para el agua caliente se va a utilizar un sistema mixto: solar y biomasa. La calefacción también va a funcionar a leña.
• Agua: se va a racionalizar el consumo de agua por medio de la reutilización del agua de lluvia que se capta en una cisterna para su uso en el inodoro y el lavadero, todas las canillas van a contar con ahorradores, por lo que se estima que la dotación diaria va a ser inferior a la establecida como parámetro de cálculo para uso residencial en la bibliografía de 200 litros días por persona.

ECOTÉCNICAS UTILIZADAS

• Aislamiento térmico: Tanto los muros como el techo son de 40 cm de espesor, el aislamiento se optimiza mediante la incorporación en los muros de unas 1000 botellas plásticas y en los techos mas de 200 fardos de 70 a 80 botellas plásticas de distintas capacidades y envases de cartón que suman unas 20.000 unidades, lo que asegura un correcto aislamiento.
  

  Aislamiento térmico

   

• Enfriamiento del aire: Se excavó en forma conjunta a las cimentaciones una tubería de 20 metros de largo a 1 metro de profundidad con forma parabólica, de 0.2 x  0.7 m de sección rectangular formada por ladrillos huecos que tienen un efecto de radiador para enfriar el aire gracias a los huecos que conforman su estructura. La toma de aire se encuentra al sur de la vivienda y la salida se hace en el tabique divisorio de las habitaciones. El aire se fuerza con un extractor que es distribuido por medio de esclusas en la parte alta de las habitaciones. Este sistema reduce la temperatura del aire exterior con un costo energético reducido, ya que a 1 metro de profundidad  la  temperatura  del  suelo  se  mantiene constante todo el año alrededor de los 15º.

Enfriamiento de aire

• Iluminación: Se busca aprovechar al máximo la luz solar, por lo que se tuvo en cuenta la diferencia de la declinación del sol entre invierno  y verano,  para que en invierno los  rayos  solares penetren en los distintos ambientes y en el verano puedan ser interceptados por los aleros, En el ala oeste del techo se construyeron 4 claraboyas de 1 m² cada una montadas sobre una   estructura   de madera con una cubierta de vidrio para dejar pasar la luz al salón, cocina y baño. Por la viga central  se  alineo una    abertura    de vidrio para iluminar las habitaciones por la tarde.

•  Agua caliente: Se va a utilizar un sistema mixto, consistente en un precalentador solar de bajo costo, materializado por una serpentina de caño negro aislada con botellas plásticas que están ubicadas en el techo, conectadas a la bajada de agua caliente y luego a un deposito intermediario aislado en la galería sur que abastecerá un calefón a leña comercial. Para los meses de verano se espera utilizar solamente el precalentador solar. Para obtener un mayor rendimiento del precalentador, las chapas sobre el cual se colocara se dejaron de color negro.

• Calefacción: Se utilizara   una estufa central a leña de alto rendimiento construida a partir del reciclado de un tambor de acero galvanizado que va a calentar  el  salón  y  una  habitación  por conducción, mientras que la otra habitación va a recibir aire caliente por debajo del piso gracias a una cañería conectada a un forzador. Este aire se calienta por contacto con la cámara de combustión, pero nunca se mezcla con los gases de la misma. Para la cocina y galería se va aprovechar  el  calor  producido  por  la  cocina  a leña. Para el baño se conectara un intercambiador desde el lavadero en donde se instala el calefón a leña. Todos estos elementos funcionan a biomasa disponible en el lugar (leña de alto poder calorífico) en cantidades suficientes a lo largo del año y que no exigen la tala de árboles, solo con el desgaje y limpieza de los ejemplares existentes en el predio se asegura el abastecimiento familiar ( 2 adultos y 2 menores).
  

  construcción de la estufa central

   

• Captación de agua lluvia: Los techos están conectados a un sistema de conducciones que llevan al agua de lluvia a una cisterna con capacidad superior a los 10000 litros, previo paso por un filtro de grava para retener impurezas. Esta agua es bombeada a un tanque de 300 litros que abastece el agua utilizada en el inodoro, el lavadero y cuando halla exceso la huerta orgánica, reduciendo de esta forma el consumo de agua de la vivienda. Anualmente con la superficie cubierta de la vivienda (140 m²) se pueden llegar a acumular mas des 150.000 litros de precipitaciones al año. El consumo mensual solo en el inodoro tomando una dotación de 20 litros en él deposito y 10 usos por día son de 6000 litros.

• Tratamiento de efluentes: Se construyo un sistema de biofiltro de régimen subsuperficial de flujo horizontal que se integra perfectamente al entorno por su terminación, consistente en una cámara séptica compartimentada (tratamiento     primario),     seguido     del     biofiltro materializado     por     una     matriz     de     áridos, impermeabilizado  con una membrana  plástica  en  el  cual  se  cultivan  plantas  palustres  (sistema  secundario)  y  una disposición final en un campo de infiltración para un cultivo de bambú (sistema terciario) que recolecta todos los efluentes generados en la vivienda desde el sanitario, cocina y lavadero.En el tratamiento primario se realiza una descomposición anaeróbica, en el cual se retienen los sólidos. En el tratamiento secundario se produce una combinación de un tratamiento mecánico de filtrado por el pasaje del efluente a través de una matriz de áridos de distinta granulometría combinado de un proceso aeróbico que se realiza a través de las bacterias que respiran a través de las raíces de plantas palustres, que además retienen nutrientes como el fósforo y el nitrógeno. En el sistema terciario se produce la infiltración al suelo del agua ya tratada aprovechándose para regar un cultivo de bambú * que es utilizado como materia prima para distintas construcciones en el proyecto.

Mas Información:

EL BOSQUE PEQUEÑO NUEVA VERSION junio 2010

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Hoy en día el sistema de calefacción más extendido en nuestros hogares es el sistema de calefacción por radiadores. Sin embargo, cada día se va introduciendo con más fuerza el sistema de calefacción por suelo radiante.

Calefacción por radiadores

Suelo Radiante

La calefacción por suelo radiante consiste en una tubería empotrada en la capa de mortero que discurre bajo toda la superficie del local a calefactar.
Esa tubería conduce agua caliente (a una temperatura baja en relación con otros sistemas de calefacción) producida generalmente por una caldera o por una bomba de calor. El agua transmite el calor al suelo a través de la tubería y el suelo, a su vez, transmite el calor al ambiente del edificio.

Gracias a esas tuberías plásticas de Poliestireno Expandido (PEX) se ha reducido notablemente el tiempo de montaje optimizando a su vez la calidad y el rendimiento de la instalación. Hoy en día no es concebible una calefacción por suelo radiante que no utilice tuberías plásticas, dadas sus grandes ventajas, tanto técnicas como económicas, respecto a las tuberías metálicas.

VENTAJAS DEL SUELO RADIANTE

1.Distribución Ideal de la Temperatura

Para las personas, existe una distribución ideal de la temperatura en un local (ver gráfico). Si interpretamos esta imágen, vemos que es conveniente conseguir una mayor temperatura en el suelo que en el techo ya que el calor en los pies produce bienestar mientras que un fuerte calor al nivel de la cabeza se traduce en malestar.

2. Estética

Con el suelo radiante desaparecerán de su vivienda los siempre molestos radiadores, que hasta ahora limitaban las posibilidades de decoración de su hogar y que suponen un foco donde se acumula polvo y cuyos huecos resultan siempre tan difíciles de limpiar.

3. No Ensucia las Paredes

Los radiadores provocan movimientos de aire que acaban ennegreciendo la pared en la parte superior del radiador. El suelo radiante elimina de raíz este problema ya que no genera corrientes de aire por trabajar a baja temperatura.

4. Seguridad

El suelo radiante elimina los radiadores que siempre suponen un riesgo de
quemaduras tanto para los niños como para los ancianos.

5. Ecológico

Dada la baja temperatura requerida, la instalación de suelo radiante se puede combinar con sistemas de paneles solares u otras energías alternativas.

6. Temperatura Uniforme en Toda la Vivienda

Con la calefacción por suelo radiante, se obtiene una temperatura uniforme en toda la superficie de la vivienda (unos 22 °C) desapareciendo así las zonas frías y calientes características de la calefacción por radiadores.

7. La Calefacción Que Ahorra Energía

Contrariamente a los sistemas de calefacción por radiadores, que necesitan una temperatura media del agua de 80 °C, en los circuitos de calefacción por suelo radiante es suficiente una temperatura media del agua de 40 °C – 45 °C.

Al trabajar a baja temperatura, se reducen las pérdidas de calor en las conducciones generales, tuberías que enlazan la fuente de calor con los circuitos, y se puede producir el agua caliente mediante cualquier fuente de calor (bomba de calor, calderas de alto rendimiento o paneles solares).

ELEMENTOS CONSTRUCTIVOS DEL SUELO RADIANTE

- El Forjado

Se compone de bovedilla y viguetas y forma de estructura que separa una planta de otra. Es la base del suelo radiante

- La Banda Perimetral

Se trata de una cinta fabricada en un material espumoso cuya función es absorber las dilataciones del suelo, además de evitar los ya mencionados puentes térmicos y acústicos.
Se coloca en todo el perímetro de las zonas de la vivienda dónde se vaya a instalar suelo radiante.

Rollo de banda perimetral

- Panel aislante

Las tuberías van colocadas encima de un material de aislamiento que desempeña un papel clave para conseguir el necesario aislamiento térmico y acústico.
Estos paneles aislantes se colocan directamente sobre el forjado y, a su vez, sobre ellos se van colocando los circuitos de tubería. Toda su superficie está cuadriculada para facilitar la correcta alineación de la tubería.
La capa principal de poliestireno expandido es de alta densidad para así poder soportar el peso del mortero y del pavimento sin sufrir aplastamiento alguno.

Panel aislante con tetones

Panel aislante tipo plancha

Panel aislante en rollo

- LaTubería

El elemento fundamental de un sistema de calefacción por suelo radiante son los circuitos de tuberías de agua caliente que se instalan bajo el suelo de la vivienda.
La función de las tuberías es conducir el agua caliente generada por la caldera hacia los distintos circuitos, logrando así transmitir el calor al pavimento.

La tubería de ida y retorno en los circuitos (cuarto de baño, habitación, etc) siempre se realizará de una tirada, para prevenir pérdidas en soldaduras o enlaces, ya que solucionar una avería o pérdida después de haber instalado el suelo radiante sería cosa de locos.

Aunque a veces pasa……

- Las Grapas de Sujeción y la Grapadora de Montaje

Para la sujeción de la tubería sobre los paneles aislantes se utilizan unas grapas de sujeción especiales que fijan el tubo hasta el momento del vertido definitivo del mortero.
Estas grapas se fijan sobre los paneles aislantes con la ayuda de una práctica grapadora de pie, que facilita enormemente la tarea de sujetar las tuberías, respecto a los sistemas tradicionales

Grapadora de Montaje

- Colectores de Ida y de Retorno

Se trata de un conjunto de accesorios que se colocan normalmente en una caja de registro y cuya función es distribuir el agua caliente que se recibe de la caldera a cada uno de los circuitos de tubería correspondientes a cada habitación de la vivienda.

El sistema de colectores permite la regulación independiente de las temperaturas de cada una de las habitaciones de la vivienda en función de sus respectivas necesidades caloríficas.

Colectores de Ida y de Retorno
Se trata de dos colectores de latón de dimensión 1 1/4” generalmente, (uno de ida y otro de retorno) donde se colocan todos los órganos de regulación y control del sistema de colectores

El colector de ida está provisto de detentores con indicadores ópticos de pérdida de carga y el colector de retorno está provisto de válvulas termostatizables.

- El aditivo fluidificante y retardante

Se trata de un líquido especial que se añade al mortero para aumentar su fluidez. Una mayor fluidez del mortero hace que se requiera menor cantidad de agua para el amasado y se reduzca la porosidad del mortero una vez fraguado, con lo que se optimizan las características del mortero haciéndolo más
resistente a la compresión y más maleable.

El mortero así envolverá perfectamente el tubo sin dejar celdillas de aire que dificultarían la transmisión del calor.

El resultado final es un mortero con una mayor resistencia mecánica y una mejor transmisión del calor.

Aditivo fluidificante

- Circulador de Agua

Llamamos circulador de agua a la bomba encargada de garantizar la velocidad requerida de circulación de agua por los circuitos que componen la instalación.

- La Fuente de Calor

Normalmente se trata de una caldera convencional que se encarga de calentar el agua de la vivienda, tanto de la instalación de calefacción de Suelo Radiante como del agua caliente sanitaria de la cocina y de los cuartos de baño.
Existen en el mercado calderas de baja temperatura especiales para las instalaciones de Suelo Radiante y otros sistemas denominados Bombas de Calor.

Al trabajar a baja temperatura, se reducen las pérdidas de calor en las conducciones generales, tuberías que enlazan la fuente de calor con los circuitos, y se puede producir el agua caliente mediante cualquier fuente de calor (bomba de calor, calderas de alto rendimiento o paneles solares).

Finalmente, éstos serías los 6 pasos para una buena instalación de suelo radiante.

Por: José Tomás Peñalver Hoyos

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¿Que es un Edificio Energía Neta Cero? (Zero-Net Energy Building)

Existen varias definiciones sobre el concepto de “Energía Neta Cero”, ya que puede hacer referencia al sitio, fuente de energía, costo de energía o emisiones generadas. Por lo que no todos los edificios bajo este concepto utilizan el mismo indicador.

Sin embargo, una de las definiciones lo describe como aquel donde el consumo de energía durante el año es relativamente igual a la cantidad de energía renovable que genera. Es decir que la energía que utiliza, para todas las funciones, proviene del propio edificio mediante fuentes de energía renovable. Los edificios energía neta cero son una evolución de diseños de arquitectura pasiva, en la cual la variable más importante es reducir el consumo de energía para acondicionar el ambiente interior y uso de energía renovable.

El diseño de este tipo de edificaciones cumple con varios de los puntos relacionados a una arquitectura sostenible en relación al consumo de energía, por ejemplo iluminación natural, ventilación natural, masa térmica, protección solar. Adicional a esto puede incluir mejoras en tecnología como ventanas de alta eficiencia, aislamiento térmico, iluminación de bajo consumo, pisos radiantes, acabados de baja absortividad, colectores solares, entre otros.

Demostrar que una edificación es energía neta cero requiere de simular y optimizar el desempeño y dimensionamiento de los sistemas durante su fase de diseño, y es imprescindible un proceso de evaluación y monitoreo constante durante su funcionamiento para verificar que el consumo de energía total proviene de energía en sitio renovable como fotovoltaica, eólica, hidrogeno, biocombustibles, colectores solares, entre otras fuentes de energía.

Su éxito en muchos países depende de cómo los entes gubernamentales promueven los incentivos y desarrollen regulaciones que reconozcan las ventajas de estas edificaciones, a fin de hacer más accesible las tecnologías necesarias de producción de energía renovable.

Aunque este tipo de edificios aporta a la reducción de emisiones generadas durante el uso de la edificación, no necesariamente se pueden considerar edificaciones sostenibles, si no integran otras características como le reducción del consumo de agua, o gestión de materiales. No obstante según los casos de estudio, las edificaciones  de energía cero tienden a tener una huella ecológica mucho menor a edificaciones convencionales y edificios “verdes” que utilizan energía proveniente de combustible fósil.

Cuantitativamente los edificios energía cero tienen un consumo de energía menor a 70 kWh/m² año donde la energía para este consumo proviene de fuentes renovables, considerablemente menor al convencional que puede estar en el rango de 200 a 300 kWh/m² año. Entre los ejemplos[1] de este tipo de edificación se destacan:

• IDeAs Z2 Design Facility. 100% de su energía proviene de paneles fotovoltaicos, transformando la sede de un banco de los años 60 de concreto en el primer edificio comercial en los EEUU que energía neta cero y cero emisiones de carbón. Aprovecha iluminación natural para reducir consumo eléctrico, reduce cargas eléctricas, y tiene piso radiante para calentar y enfriar junto a un GSHP, entre otros aspectos.

• Doyle Conservation Center. Durante el 2005  consumió 73 kWh/m², cercano a los 67 kWh/m² proyectados. Presenta controles de iluminación con fotosensores y ocupación, climatización basado en ocupación, altamente aislado con GSHP y generación eléctrica con PV.

Desde el 2009 han aumentado el número de edificaciones de energía neta cero, lo cual muestra una intención hacia un diseño del ambiente construido con un menor impacto sobre nuestro ecosistema, aportando beneficios como: optimización del consumo energético y promoción de tecnología de alta eficiencia, diversificación de fuentes de energía entre ellas las renovables, promover un aire más limpio, reducir los efectos del cambio climático, desarrollo económico de nuevas áreas al  impulsar nuevas metas al sector de la construcción y equipos de diseño.

[1] http://www.advancedbuildings.net/zero-net-energy-case-studies

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Todo proyecto amerita una evaluación económica la cual debe tomar en cuenta la inversión inicial (fase de diseño y construcción) así como los costos operativos y de mantenimiento (energía, agua, etc). Dicha evaluación económica debe ser una de las actividades a desarrollar por los profesionales involucrados en la fase de diseño.

Para desarrollar una correcta evaluación económica se debe tener un flujo de costos que reflejen el impacto de las variables de diseño seleccionadas, como ejemplo saber cuánto sería el consumo energético mensual para un año típico de tener 10, 15 o 20 cm de aislante en los muros, ya que este valor se repetiría años posteriores. Es solo de esta forma que la evaluación económica mostrará la mejor de las posibles alternativas. Si estos conceptos son considerados tardíamente, u obviados, los costos de operación y mantenimiento pueden incrementarse significativamente. Ante lo anterior, las herramientas computaciones de simulación dinámica son de gran utilidad para estimar los posibles costos asociados a las variables de diseño del proyecto.

Una simulación dinámica se refiere a una versión computarizada de un modelo (en nuestro caso una edificación) la cual correr en el tiempo permite analizar las implicaciones de interacciones de elementos y sistemas que de otra manera no serían aparentes, como lo puede ser la relación entre acabados superficiales y consumo eléctrico para iluminación. Así mismo, le ventaja de simulaciones dinámicas radica en que durante la fase de diseño se pueden realizar varios modelos para ver variaciones en algunos de los parámetros analizados (cambios de ventanas, espesor de aislante, entre otros).

De esta manera realizar simulaciones de varias alternativas – al inicio del proyecto – puede llevar a soluciones que mejoren significativamente el desempeño de la edificación, así como identificar una opción económicamente competitiva con respecto a otras opciones. Las simulaciones son un gran aporte a arquitectos e ingenieros, en especial si se quiere mejorar el cumplimiento energético de la edificación y buscar un alto desempeño.

Los resultados de las simulaciones dan información valiosa para la toma de decisiones sobre elementos como:

• Envolvente: optimización de materiales aislante, ubicación de barreras de vapor;
• Iluminación: optimizar entrada de iluminación natural y optimización en iluminación artificial;
• Ventanas: tamaño, ubicación, tipo de ventanas y protecciones solares;
• Sistemas de acondicionamiento y ventilación: reducir el tamaño de los equipos, optimizar su diseño, capacidad y funcionamiento;
• Operación y mantenimiento: reducción significativa en costo de consumo de electricidad y combustibles

Para asegurar que el uso de la simulación sea efectivo, se recomienda:

• Realizar simulaciones dinámicas lo más temprano posible en la fase de diseño.
• Mantener las simulaciones sencillas, no añadir más detalle del que sea necesaria para responder las preguntas de diseño e interrogantes de evaluación económica.
• Refinar mientras se avanza, para que la simulación avance con el diseño.
• Estar vigilante, para no cometer errores (en especial en la data y suposiciones de entrada como los son las tasas de infiltración).
• No usar la simulación si no puede responder a las preguntas de diseño.

Existen paquetes para varios tipos de aplicaciones, siendo los más comunes los de desempeño energético. Otras aplicaciones son contaminación atmosférica, análisis económicos, calidad del aire interior, análisis solar, ventilación y flujo de aire, conservación del agua, acústica, confort térmico, sistemas de ductos y tuberías, entre otros. Si el interés es mejorar el desempeño energético de edificaciones existe una gran variedad de paquetes donde su uso depende del nivel de detalle y rigurosidad en el cálculo deseado, algunos son:

ENERGY PLUS: Es un software modular basado en las mejores características de DOE2.1 con dos grandes componentes: un balance de masa y calor,  y un módulo de simulación de sistemas de edificaciones. Es un ejecutable por lo que su entrada y salida de datos son archivos de texto, esto lo hace un poco complicado y extenso al efectuar un análisis completo.  Sin embargo hoy en día existen interfaces gráficas que facilitan su uso.

 eQUEST:  Es de fácil manejo, este programa permite la obtención de resultados de alto nivel, además de poder  adquirirse gratuitamente. Su mejor característica es la guía que lleva paso a paso el proceso de crear un modelo energético de la edificación, que se extiende desde el diseño arquitectónico, el equipo de acondicionamiento, el plan y distribución del edificio, hasta la ocupación de las zonas e iluminación, entre otros.

 ECOTECT: Su fuerte se encuentra en la fase del diseño conceptual permitiendo al arquitecto optimizar desde esta fase. Permite visualizar resultados de análisis térmico, energía, iluminación, sombras, entre otros.

Como nota final hay que tener en cuenta que el tipo de herramienta utilizada ofrecerá beneficios solo en base a su correcto uso, por lo que es de gran importancia la competencia que el profesional tenga con la herramienta.

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El balance energético de un edificio representa los flujos de energía entre el edificio y su entorno. Es un estudio comparativo de la suma de las ganancias y la suma de las pérdidas de energía.También se llama equilibrio energético, debido a que ambas sumas deben ser iguales.En otras palabras: Calculando la suma de las pérdidas obtenemos la cantidad de energía requerida, por ejemplo para dimensionar la instalación de calefacción.

Alcance

Los siguientes gráficos representan el balance de energía térmica de una vivienda, tomando en consideración la energía de calefacción y de calentamiento de agua sanitaria.

¿Qué es el balance energético de un edificio?

Asimismo podemos definir otros límites y bases de cálculo para el balance:

• Solo la calefacción, o al contrario, todos los energéticos y todos los usos del hogar, tal como la electricidad para iluminación y el equipamiento.
• En la evaluación de la sustentabilidad del uso de energía se debe tomar en cuenta la energía primaria.
• En lugar de demanda y consumo teórico, el cálculo puede basarse en el consumo real de energía.
• El cálculo puede realizarse en régimen estático o en régimen dinámico.

La forma más básica para determinar la demanda energética de calefacción es el cálculo de la energía transmitida por los elementos de la envolvente. No considera, por el lado del suministro, las ganancias solares e internas. Por el lado de las pérdidas ignora la ventilación y las infiltraciones. En una casa convencional puede servir de todas maneras como primera aproximación.

Utilidad

El balance de los flujos de energía nos ayuda a visualizar la importancia y relevancia de cada flujo de energía. Por lo tanto depende de nuestro propósito, qué detalle y qué alcance es conveniente considerar.

Flujo de energía térmica residencial

El diagrama de flujos de energía térmica residencial visualiza por el lado del input, el total de energía que se distribuye en los flujos principales de calefacción y agua caliente, pero también incluye unos flujos menores de pérdidas.

Estos se contabilizan como pérdidas. En la calefacción es el calor que se queda en la sala de caldera y lo que sale por el ducto de gases de combustión. La calefacción con estufa rodante no tiene este tipo de fugas de energía. No obstante genera pérdidas de manera indirecta por la ventilación adicional necesaria.

Además suman aquí la ganancia solar y las ganancias internas.

Por el lado del output, que son las pérdidas, tenemos la transmitancia por la envolvente y las pérdidas por ventilación y por infiltraciones de aire.

Aparte de las aguas servidas que se llevan la mayor parte del calor de calentamiento de agua.

Estrategias de eficiencia energética

Para reducir la energía de calefacción, consecuentemente tenemos a disposición estas estrategias de eficiencia energética:

• El aumento de las ganancias solares se traduce directamente en ahorro energético. Es una cuestión de diseño de la casa.
• La reducción de las pérdidas por transmisión por la envolvente, es decir la aislación térmica, es la estrategia principal a nivel de construcción.
  Aquí el espesor de la capa aislante no es lo único que importa. Igual importancia tienen los puntos críticos que encontramos en cada envolvente, así como una construcción que mantiene secos el aislante y los demás materiales de la construcción.
• Las pérdidas por infiltración de aire son innecesarias y deberían ser casi cero. Son un problema constructivo.
• No podemos eliminar las pérdidas por ventilación, debido a que la ventilación de la casa es vital. Pero podemos optimizar la ventilación natural. El objetivo es un confort higro-térmico adecuado y a la vez eficiencia energética. Se resuelve a nivel de hábitos de los usuarios del edificio.
  En caso de ventilación mecánica, por ejemplo en los Passivhaus, se trabaja con técnicas de recuperación de calor.

Las ganancias internas son inconstantes y ellas mismas son el objeto de esfuerzos de eficiencia energética: somos nosotros los seres humanos más el equipamiento a electricidad y a combustible que utilizamos. Aumentar estas ganancias significa aumentar el consumo de energía dentro del hogar. Por lo tanto es una mala estrategia de ahorro.

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Todo proyecto amerita una evaluación económica la cual debe tomar en cuenta la inversión inicial (fase de diseño y construcción) así como los costos operativos y de mantenimiento (energía, agua, etc.). Dicha evaluación económica debe ser una de las actividades a desarrollar por los profesionales involucrados en la fase de diseño.

Para desarrollar una correcta evaluación económica se debe tener un flujo de costos que reflejen el impacto de las variables de diseño seleccionadas, como ejemplo saber cuánto sería el consumo energético mensual para un año típico de tener 10, 15 o 20 cm de aislante en los muros, ya que este valor se repetiría años posteriores. Es sólo de esta forma que la evaluación económica mostrará la mejor de las posibles alternativas. Si estos conceptos son considerados tardíamente, u obviados, los costos de operación y mantenimiento pueden incrementarse significativamente. Ante lo anterior, las herramientas computaciones de simulación dinámica son de gran utilidad para estimar los posibles costos asociados a las variables de diseño del proyecto.

Una simulación dinámica se refiere a una versión computarizada de un modelo (en nuestro caso una edificación) la cual correr en el tiempo permite analizar las implicaciones de interacciones de elementos y sistemas que de otra manera no serían aparentes, como lo puede ser la relación entre acabados superficiales y consumo eléctrico para iluminación. Así mismo, le ventaja de simulaciones dinámicas radica en que durante la fase de diseño se pueden realizar varios modelos para ver variaciones en algunos de los parámetros analizados (cambios de ventanas, espesor de aislante, entre otros).

De esta manera realizar simulaciones de varias alternativas – al inicio del proyecto – puede llevar a soluciones que mejoren significativamente el desempeño de la edificación, así como identificar una opción económicamente competitiva con respecto a otras opciones. Las simulaciones son un gran aporte a arquitectos e ingenieros, en especial si se quiere mejorar el cumplimiento energético de la edificación y buscar un alto desempeño.

Los resultados de las simulaciones dan información valiosa para la toma de decisiones sobre elementos como:

• Envolvente: optimización de materiales aislante, ubicación de barreras de vapor;
• Iluminación: optimizar entrada de iluminación natural y optimización en iluminación artificial;
• Ventanas: tamaño, ubicación, tipo de ventanas y protecciones solares;
• Sistemas de acondicionamiento y ventilación: reducir el tamaño de los equipos, optimizar su diseño, capacidad y funcionamiento;
• Operación y mantenimiento: reducción significativa en costo de consumo de electricidad y combustibles.

Para asegurar que el uso de la simulación sea efectivo, se recomienda:

•  Realizar simulaciones dinámicas lo más temprano posible en la fase de diseño.
• Mantener las simulaciones sencillas, no añadir más detalle del que sea necesaria para responder las preguntas de diseño e interrogantes de evaluación económica.
• Refinar mientras se avanza, para que la simulación avance con el diseño.
• Estar vigilante, para no cometer errores (en especial en la data y suposiciones de entrada como los son las tasas de infiltración).
• No usar la simulación si no puede responder a las preguntas de diseño.

Existen paquetes para varios tipos de aplicaciones, siendo los más comunes los de desempeño energético. Otras aplicaciones son contaminación atmosférica, análisis económicos, calidad del aire interior, análisis solar, ventilación y flujo de aire, conservación del agua, acústica, confort térmico, sistemas de ductos y tuberías, entre otros. Si el interés es mejorar el desempeño energético de edificaciones existe una gran variedad de paquetes donde su uso depende del nivel de detalle y rigurosidad en el cálculo deseado, algunos son:

ENERGY PLUS: Es un software modular basado en las mejores características de DOE2.1 con dos grandes componentes: un balance de masa y calor, y un módulo de simulación de sistemas de edificaciones. Es un ejecutable por lo que su entrada y salida de datos son archivos de texto, esto lo hace un poco complicado y extenso al efectuar un análisis completo. Sin embargo hoy en día existen interfaces gráficas que facilitan su uso.

eQUEST: Es de fácil manejo, este programa permite la obtención de resultados de alto nivel, además de poder adquirirse gratuitamente. Su mejor característica es la guía que lleva paso a paso el proceso de crear un modelo energético de la edificación, que se extiende desde el diseño arquitectónico, el equipo de acondicionamiento, el plan y distribución del edificio, hasta la ocupación de las zonas e iluminación, entre otros.

ECOTECT: Su fuerte se encuentra en la fase del diseño conceptual permitiendo al arquitecto optimizar desde esta fase. Permite visualizar resultados de análisis térmico, energía, iluminación, sombras, entre otros.

Como nota final hay que tener en cuenta que el tipo de herramienta utilizada ofrecerá beneficios solo en base a su correcto uso, por lo que es de gran importancia la competencia que el profesional tenga con la herramienta.

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La instalación fue creada por la empresa de diseño LIKEarchitects, una firma experimental e innovadora que tiene por socios a tres arquitectos de renombre: Diogo Aguiar, Jesús João y Teresa Otto, autores intelectuales de LEDscape. La instalación consta de 1,200 bombillas y bases de lámparas conectadas entre sí, para crear un camino de luz que invita a los asistentes a reflexionar sobre el ahorro de energía eléctrica.

LEDscape ha sido seleccionada como finalista en los Premios FAD 2013, en la categoría de Instalaciones Efímeras; durante el certamen, el jurado la definió  como “una reflexión sobre cómo la tecnología permite compatibilizar los recurso disponibles, manteniendo la concepción actual de economía y sostenibilidad. A través de la luz, como elemento constructor del espacio, se producen imágenes de gran impacto, que convierten a la arquitectura en un elemento constructor de narrativas contemporáneas, muchas veces asociadas al marketing y publicidad”.

Fuente: culturacolectiva.com

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