Manual Diseno Ahorro Energia Sur Extremo

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TOMO 8 ZONA SUR EXTREMO: PUNTA ARENAS

ANALISIS DE VARIABLES QUE INFLUYEN EN EL AHORRO DE ENERGIA Y EN LA CALIDAD AMBIENTAL DE LOS EDIFICIOS PUBLICOSMINISTERIO DE OBRAS PUBLICAS, DIRECCION DE ARQUITECTURADICIEMBRE 2000c o n s u l t o r e s

INDICE

Pg. 1 2 2 3 6 6 6 6 9 13 13 16 20 21 23 23 29 31 32 35 35 40 42 44 45 46 48

1. INTRODUCCION 2. RECOMENDACIONES DE DISEO 2.1. Introduccin 2.2. Pauta General de Recomendaciones y Evaluacin para la Ciudad de Punta Arenas 3. ANTECEDENTES 3.1. Antecedentes Geomorfolgicos y climticos generales de la Zona Sur Extremo - Ciudad de Punta Arenas 3.1.1. Identificacin y delimitacin de sistemas territoriales 3.1.2. Sistema subandino oriental 3.1.3. Riesgos Naturales 3.2. Discusin Sobre Normas Relevantes respecto a Zonas Climtico Habitacionales 3.2.1. Decreto N 115 (V. y U.) de 1999: Sobre Aislacin Trmica Modificacin a la Ordenanza General de Urbanismo y Construcciones 3.2.2. Norma NCH 1079 Of77 3.2.3. Localizacin y descripcin del clima por zonas 3.2.4. Anlisis y discusin de ambas normativas 3.3. Antecedentes de Arquitectura Local 3.3.1. Algunas referencias al desarrollo histrico de la arquitectura de la zona 3.3.2. Caso de Inters en la Regin de Magallanes 3.3.3. Conclusiones 3.4. Caracterizacin de los Edificios Pblicos del MOP de los ltimos 8 aos en la Zona 3.5. Pauta de Diagnstico y Recomendaciones de Diseo 3.5.1. Tablas de datos climticos, diagnstico, indicadores de conflictos y recomendaciones para la ciudad de Punta Arenas 3.5.2. Descripcin de las recomendaciones para etapa de diseo de anteproyecto 3.5.3. Descripcin de las recomendaciones para etapa de diseo de proyecto 3.5.4. Estrategias de Diseo por el Mtodo de B. Givoni 3.5.5. Variacin anual de la temperatura 3.5.6. Estadsticas de viento 3.5.7. Riesgo de condensacin en muros y techos

Tomo 8 Indice Anlisis de Variables que Influyen en el Ahorro de Energa y en la Calidad Ambiental de los Edificios Pblicos

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Pg. 54 54 56 58 58 58 58 60 61 69 72 73 78

3.6. Otros Recursos Climticos 3.6.1. Grficos de carga trmica para radiacin para la ciudad de Punta Arenas 3.6.2. Grfico de trayectoria solar para la ciudad de Punta Arenas y recomendaciones sobre protecciones solares 4. EJEMPLO DE EVALUACION 4.1. Identificacin y Descripcin General 4.2. Constatacin Visual 4.3. Resultados de Encuesta a Administrador 4.4. Resultados Encuesta a Usuarios 4.5. Evaluacin Cualitativa 4.5.1. Pauta General de Recomendaciones y Evaluacin para la ciudad de Punta Arenas 4.5.2. Conclusin 4.6. Evaluacin Cuantitativa Mediante Software "PASIVA" 5. BIBLIOGRAFA LOCAL

Tomo 8 Indice Anlisis de Variables que Influyen en el Ahorro de Energa y en la Calidad Ambiental de los Edificios Pblicos

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1.

INTRODUCCION

El presente informe corresponde al estudio denominado Anlisis de Variables que Influyen en el Ahorro de Energa y en la Calidad Ambiental de los Edificios Pblicos, solicitado por la Direccin de Arquitectura del Ministerio de Obras Pblicas, iniciado el 03 de Octubre de 2000. Este Tomo 8 corresponde a los antecedentes geomorfolgicos, climticos y de arquitectura; las pautas de recomendaciones de diseo y el ejemplo de evaluacin de la ciudad de Punta Arenas (lat. 53 - long. 70 54'), perteneciente a la Zona Climtica Sur Extremo. Existe un tomo para cada una de las nueve zonas climticas, un tomo de Fundamentos de Arquitectura Climtica y un tomo dedicado a los Sistemas de Calefaccin y Acondicionamiento de aire. Tambin existe un Anexo con el Manual de Uso del Software "PASIVA". Se adjunta un CD-ROM interactivo con la totalidad de los textos y figuras.

Tomo 8 Cap 1 Anlisis de Variables que Influyen en el Ahorro de Energa y en la Calidad Ambiental de los Edificios Pblicos

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2.

RECOMENDACIONES DE DISEO

2.1.

Introduccin

A continuacin se presenta la Pauta de Recomendaciones Generales para anteproyecto y proyecto que proviene del anlisis de los datos climticos de la ciudad de Punta Arenas, Lat. 53, Long. 70 54', ciudad perteneciente a la zona climtico habitacional del Sur Extremo. Diversos mtodos de anlisis de datos climticos se usaron para elaborar esta pauta, los que estn explicados en el tomo 10 de Sistemas Arquitectnicos y en el captulo 3 del presente tomo. La zona Sur Extremo es una zona muy vasta y dentro de ella existen diferencias climticas importantes, principalmente en lo que se refiere a cantidad y tipo de las precipitaciones. Sin embargo, es posible aplicar esta pauta a todas las ciudades de la zona Sur Extremo. Para una mayor precisin en las recomendaciones a establecer al interior de sta, es aconsejable hacer un anlisis como el que aqu se describe, para diferentes localidades que se ubican dentro de ella. Esta pauta sirve como apoyo para la presentacin de anteproyectos de edificios pblicos y como pauta de calificacin de estos mismos.


2

2.2.

Pauta General de Recomendaciones y Evaluacin para la Ciudad de Punta ArenasFormaOrientacin Compacidad

11.1 1.2

RecomendacionesOrientar el eje mayor del edificio en sentido EsteOeste. Esto permite aprovechar el sol Norte en invierno. Desarrollar de preferencia una planta compacta, de permetro y volumen compacto. Esto disminuye las superficies expuestas de la envolvente del edificio. Se necesitan medidas especiales para la lluvia frecuente: grandes prticos aleros generosos, patios cubiertos, etc. Como los inviernos son fros y prolongados, se requieren circulaciones y lugares de encuentro cerrados.

Considera

Como se Considera

1.3

Exteriores

22.1

AberturasTamao

Recomendaciones20 a 40% de fachadas es recomendable para no tener prdidas trmicas excesivas en un clima con una estacin fra permanente. Considerar compensaciones si son mayores, como mayor espesor de aislante o ventanas de mejor calidad trmica. Orientar preferentemente las aberturas al Norte y al Sur y eventualmente en las orientaciones Oriente y Poniente, aunque stas producen deslumbramiento. Protectores para excluir radiacin solar Oriente y Poniente. Son preferibles los protectores colocados por el interior (persianas). Si es posible hay que hacer barreras contra el viento en la direccin predominante. Estas barreras pueden ser vegetales o de entramados de madera, PVC, etc. Minimizar % de ventanas practicables y hacerlas fijas. Las ventanas practicables deben tener control de la abertura. Preferir marcos sin puentes trmicos y de doble contacto. La total hermeticidad es necesaria para la lluvia y el viento. Preferir vidriado doble (termopanel) en todas las ventanas exteriores de espacios que se habitan permanentemente.

Considera

Como se considera

2.2 2.3

Orientacin Proteccin Solar

2.4 2.5

Proteccin contra el viento Ventanas

2.7

Vidrios

33.1

Muros y TabiquesMaterialidad muros

RecomendacionesLos muros no necesitan ser pesados ya que no se necesita una gran capacidad calrica. Pesados o livianos deben ser aislados. En caso de considerar calefaccin intermitente (que se apaga en la noche y/o los fines de semana), son preferibles livianos. (Ver Inercia trmica en Tomo 10). Transmitancia promedio mxima de 1.2 W/m2C. Los tabiques pueden ser pesados o livianos.

Considera

Como se considera

3.2

Materialidad tabiques


3

44.1

TechosEntretechos

RecomendacionesSe recomienda considerar siempre un entretecho. Hacer entretechos estancos. Considerar reflectante tipo foil de aluminio bajo cubierta enfrentando una cavidad. Los techos pueden ser livianos o pesados pero muy bien aislados trmicamente. Valor de transmitancia trmica del complejo de techumbre de 0.28 y 0.25 W/m2 K. Resistencia (R100) trmica del aislante trmico de techumbre entre 329 y 376 y segn Decreto N 115 (V. y U) de 1999. Zona Sur Extremo contiene zona trmica 6 y 7.

Considera

Como se considera

4.2

Materialidad de techos

4.3

Resistencia al agua y viento Resistencia a la nieve

4.4

Asegurar la estanqueidad a lluvia y viento con materiales, pendientes y traslapos adecuados. Se recomienda al menos una pendiente de 100% para materiales no continuos (tejuela). Considerar acumulacin y derretimiento de nieve para el diseo de la estructura, estanqueidad y seguridad, segn temperaturas locales. La acumulacin de nieve no tiene efectos trmicos desfavorables.

55.1

Aislacin TrmicaFachada opaca

RecomendacionesColocar aislacin trmica continua en fachadas. Preferir aislacin exterior o en la cavidad de tabiques de la envolvente. Colocar aislacin trmica continua sobre cielos. Asegurar continuidad en encuentro de cielo y muros.

Considera

Como se considera

5.2

Cielos

5.3 5.4

Piso Puentes trmicos

Se recomienda un piso sobre radier y un sobrecimiento alto e hidrfugo Considerar la colocacin de aislacin trmica bajo radieres. Evitar puentes trmicos en muros y techos. Evitar balcones, barandas y otras proyecciones de la estructura.

66.1

IluminacinVentanas

RecomendacionesOrientar las ventanas en muros opuestos, especialmente en recintos profundos. Disear ventanas en la parte alta del muro. Son ms eficientes para la iluminacin natural. Evitar deslumbramiento debido a bajos ngulos de incidencia del sol, especialmente en fachadas Oriente y Poniente. Preferir persianas interiores. Considerar cubiertas transparentes, preferentemente protegidas o de menor incidencia para el verano. Considerar encendido por cantidad de luz diurna. Considerar zonas con posible luz natural en circuitos separados.

Considera

Como se considera

6.2

Regulacin

6.3 6.4

Cenital Iluminacin Artificial


4

77.1

VentilacinNatural

RecomendacionesLa ventilacin de tipo higinica no debe basarse en la ventilacin cruzada ya que el clima no lo permite. La ventilacin natural es slo eventual. Evitar la sobreventilacin, propagacin de olores, etc. debido a diferencias de presin exterior. Evitar exceso de conveccin entre diferentes pisos. Controlar totalmente las infiltraciones de aire no deseadas en invierno.

Considera

Como se considera

7.2 7.3

Tiro Infiltraciones

88.1

HumedadLluvia

RecomendacionesAsegurar la estanqueidad al agua de fachadas y techos. Asegurar bajadas de agua perimetrales.

Considera

Como se considera

8.2

Vapor

Uso de barreras de vapor interior en muros perimetrales pesados, con aislacin trmica interior, o en la cavidad formada por los revestimientos de una estructura liviana. Uso de barreras de vapor en cielos. Evitar la produccin innecesaria de vapor de agua al interior. Asegurar ventilacin sanitaria. Usar hidrfugos en muros perimetrales permeables.

8.3

Condensacin

8.4

Suelo

Asegurar drenajes sin contacto en fundaciones.

99.1

Sistemas ActivosCalefaccin

RecomendacionesProveer calefaccin estable para 12 meses al ao. No usar combustin a llama abierta sin evacuacin de gases al exterior.

Considera

Como se considera

9.2

Ventilacin forzada

Utilizar de preferencia este tipo de ventilacin para renovaciones de aire ya sea con sistema de ductos o aberturas especiales de ventilacin controladas.


5

3. 3.1.

ANTECEDENTES Antecedentes Geomorfolgicos y Climticos Generales de la Zona Sur Extremo - Ciudad de Punta Arenas (Instituto Geogrfico Militar)

3.1.1. Identificacin y delimitacin de sistemas territoriales Para lograr un conocimiento pormenorizado del espacio fsico de la regin, se analizan las principales macrounidades naturales que constituyen el territorio. Para identificar y caracterizar estas reas se deben tomar en cuenta los aspectos ms relevantes del paisaje, tales como los rasgos climticos, morfolgicos, vegetacionales e hidrolgicos, entre otros, entendidos stos como componentes principales de dichas unidades. Mediante la agrupacin funcional de aquellos componentes ambientales ms caractersticos del paisaje regional y utilizando cartografa a escala, se pueden distinguir cinco grandes sistemas territoriales: Sistema cordillerano archipelgico, Sistema cordillerano patagnico occidental, Sistema subandino oriental, Sistema de pampa y Sistema antrtico. 3.1.2. Sistema subandino oriental Corresponde morfolgicamente a la vertiente oriental de la cordillera Patagnica y al borde occidental de la pampa magallnica, y constituye una angosta franja que corre de norte a sur paralela al sistema territorial antes citado. Posee una superficie de 17.699 km2, el 1,28% del total regional y el 13,4% del rea sudamericana. Su territorio amesetado y de baja altura est atravesado por modestos cordones montaosos, cuyas cumbres rara vez sobrepasan los 1.000 m, y estn fuertemente modificados por los hielos cuaternarios y efectos postglaciales que labraron amplios valles. En el sector norte y hasta isla Riesco los relieves se orientan ms o menos perpendicularmente al eje de la cordillera patagnica, siendo los casos ms representativos la sierra del Toro y Arturo Prat y las cordilleras Pinto, Vidal, Chilena, Riesco y Serrucho. Pero desde islas Riesco al sur, incluyendo la pennsula Bruswick, cerro Osorio, parte de isla Dawson y extremo sur de la isla Tierra del Fuego, cerros Lucho, Hope, etc., se disponen ms o menos paralelamente al nuevo rumbo del sistema cordillerano.


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FIGURA 3.1.A.

MAPA DE LA CIUDAD DE PUNTA ARENAS Y SUS ALREDEDORES


7

Chile Perfil W-E, 53 Latitud Sur 1Isla Estrecho de Capitn Aracena Magallanes Isla Fiordo connnn Owen

2Canal Whiteside

3

Canal Barbara

Isla Clarence

Lago Blanco

Metros 300 200 100

0

10

20

30

40

50 Km

0

1

2

3

4

5 Km

Escala Horizontal

Escala Vertical

FIGURA 3.1.B.

CORTE GEOMORFOLOGICO

Los hielos cuaternarios, al abandonar el mbito andino, formaron glaciares ensanchados de piedmont amplios que excavaron espaciosas cuencas y valles. Hacia el norte del sistema, dichas cuencas y valles al ser represados por morrenas terminales, formaron lagos, como los del Toro, Grey, Sarmiento de Gamboa, etc. En cambio, cuando tales valles y cuencas fueron invadidos por el mar, originaron fiordos, senos y canales como el fiordo Obstruccin, seno ltima Esperanza, canal Valds y todo el sistema de canales de ltima Esperanza. Al centro del territorio se originaron los senos Skyring y Otway y al sur el complejo del canal Whiteside y seno almirantazgo. Algunos de estos canales, especialmente los del sistema de ltima Esperanza, cruzan la cordillera, alcanzando su vertiente occidental. Por su posicin oriental las precipitaciones se tornan moderadas fluctuando entre 500 y 1.000 mm, con un rgimen anual uniforme. Las temperaturas presentan marcada amplitud trmica registrando en los meses estivales temperaturas media aproximadas a los 10,5C; en cambio, en los meses de invierno stas son de apenas 1 a 2C.


8

La posicin trasandina favorece la mayor amplitud trmica anual que alcanza de 8C a 9C; por otro lado en invierno, cuando las temperaturas descienden bajo cero, se registran precipitaciones en forma nieve. Este patrn climtico incide notoriamente en la formacin vegetativa encontrndose en este sistema pequeas formaciones boscosas con especies como: ciprs de las Guaitecas, Lenga, irre y Canelo, acompaadas de matorrales arbustivos como el calafate. Los suelos son en su mayora de tipo forestal, desarrollados sobre sustratos glaciales de diverso origen y constitucin, de texturas franco arenosas, sustentando el bosque deciduo de Nothofagus; en este caso el perfil es profundo. A medida que se avanza hacia el oriente, aparece un paisaje de lomajes, con suelos de perfil delgado de carcter transicional hacia praderas y otros tipos relacionados. En presencia de importantes cuencas fluviales y lacustres, ros caudalosos de alimentacin glacial provenientes del campo de Hielo Sur, caracterizan la hidrografa de esta unidad. Respecto a la fauna, sta es muy similar a la del sistema cordillerano patagnico, especialmente aquella que habita en el bosque deciduo. Entre los mamferos est el Huemul (Hippocamelus bisulcus), el pud (Pudu pudu), el puma o len de la patagonia (Felis concolor) y entre las aves el cerncalo (Falco spanverius) aguilucho (Buteo polyosoma) y el flamenco chileno (Phoenicpterus chilensis), que habita en agua continentales. Aqu se emplazan los centros urbanos ms importantes de la regin. En su parte norte, bordeando el seno de ltima Esperanza y el golfo Almirante Montt, se encuentra Puerto Natales y en su parte media, al norte de la pennsula de Brunswick, en los mrgenes del estrecho de Magallanes, se localiza la capital regional, Punta Arenas. Ambas ciudades renen el 83% de la poblacin regional y representan el poblamiento ms significativo. 3.1.3. Riesgos naturales Los riesgos naturales en la regin son de ocurrencia muy excepcional, sin embargo, no es totalmente ajena a eventos que, con cierta regularidad, modifiquen el medio fsico en el cual se desenvuelve el hombre y su consiguiente impacto en las actividades econmicas y, eventualmente prdidas de recursos humanos. Otros riesgos como movimientos ssmicos, terremotos, erupciones volcnicas, maremotos o tsunamis no se presentan regularmente en el territorio regional y el anlisis detallado de la documentacin histrica no registra sucesos importantes, a excepcin de un movimiento ssmico en la dcada de 1950 y la erupcin volcnica que en el ao 1967 destruy la base antrtica Pedro Aguirre Cerda.


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Los riesgos ms frecuentes en la regin son: aludes, inundaciones, heladas, vientos de velocidad mayor a 100 km/hr, e incendios forestales. h Aludes Estn asociados a las unidades de carcter cordillerano, especialmente la cordillera patagnica, ya que sta presenta la particularidad de tener exceso de nieve acumulada en invierno. Dichos eventos slo causan daos en reas naturales, debido a su escaso poblamiento. h Inundaciones Las inundaciones son el fenmeno natural de mayor ocurrencia y se generan tanto por accin de las lluvias, esto es, precipitaciones fuertes e intensas, como por un aumento relativo de las temperaturas que incrementa los deshielos de la nieve acumulada. Dada las caractersticas de la informacin existente en la regin dicho riesgo se analizar para el caso de la ciudad de Punta Arenas, ubicada en la unidad subandina oriental. El exceso de precipitaciones sobre la ciudad conlleva la colmatacin de los cauces naturales y artificiales de evacuacin de aguas lluvias, inundando algunos sectores del plan de Punta arenas. Si bien el monto de precipitaciones no es muy alto, 500 mm anuales, las inundaciones se producen por deshielos de primavera, lluvias sobre nieve fresca, temperaturas altas sostenidas y precipitaciones sobre nieve retenida por congelamiento, mareas altas que modifican la descarga de algunos cauces, especialmente el ro de las minas, en el sector norte de la ciudad de uso inapropiado de los actuales canales por expansin de la ciudad. Los principales cursos de agua que atraviesan la ciudad son: el ro de las Minas, esteros D'Agostini, Bitsch, Llau-Llau y el ro de la Mano. El ro de las Minas presenta los mayores riesgos de inundacin en el rea de Playa Norte, en su desembocadura al estrecho, por el efecto combinado de su excesivo caudal y las altas mareas. Aguas arriba el ro cruza encauzado sin generar otros riesgos. Los esteros Llau-Llau y su canal homnimo, Bitsch y D'Agostini, por el exceso de precipitaciones generan peligro de inundacin en otros barrios como poblacin Cecil Rasmussen, villa Friburgo, barrios Hortcola, Industrial, etc. Este riesgo est en estrecha relacin con el crecimiento urbano de Punta Arenas en los ltimos 10 aos, quedando dichas poblaciones emplazadas en el rea natural de escurrimiento.


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h Heladas El riesgo de ocurrencia de heladas se relaciona principalmente con la actividad agrcola y significa una restriccin para el crecimiento de determinados cultivos. El parmetro climtico representativo en este caso es la temperatura mnima que se observa en la siguiente tabla, para aquellas registradas durante los meses del ao 1983 en la estacin meteorolgica "Jorge c. Schyte", ao calificado de normal para el rgimen climtico local.Resumen de temperaturas mnimas, ao 1983 Meses t mnimo absoluto t media mnima Enero 0,0 5,8 Febrero -1,0 5,0 Marzo 1,6 4,9 Abril -1,4 3,3 Mayo -3,4 0,9 Junio -6,6 -0,8 Julio -2,8 0,4 Agosto -5,0 0,8 Septiembre -2,6 1,1 Octubre -1,4 2,6 Noviembre 0,6 3,7 Diciembre 0,4 5,6 Promedio -1,8 2,8 Fuente: Instituto de la Patagonia, 1983, "Resumen Meteorolgico, ao 1983", Estacin "Jorge C. Schyte". Punta Arenas. Lat. 5308' S. Long. 7053' W.

Al observar las temperaturas mnimas absolutas se puede concluir que entre los meses de abril a octubre la restriccin es mayor, siendo ms severa en el mes de junio. Los dems meses presentan temperaturas mnimas absolutas por encima de 0C con excepcin de febrero, presentndose por lo tanto, la probabilidad de riesgo de heladas en menor grado. Este tipo de riesgo es significativo slo en aquellas unidades que presentan algn tipo de actividad agrcola, como es el caso del sistema subandino oriental y pampa. h El viento El viento es un elemento climtico que est presente durante todo el ao en la regin adquiriendo rasgos acentuados en primavera y verano, cuando la velocidad alcanza los valores mximos, poca en que se constituye en un riesgo significativo a nivel regional. En la siguiente tabla, se aprecia la velocidad promedio y mxima del viento, segn meses del ao (1983), en la estacin meteorolgica "Jorge C. Schyte", dependiente del Instituto de la Patagonia y localizada en Punta Arenas a 5308' latitud sur y 7053' longitud oeste.


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CHILE XII Regin de Magallanes y de la Antrtica Chilena, velocidad del viento (km/h) segn mes, 1983 Meses Velocidad promedio Velocidad mxima absoluta Enero 18,7 95,4 Febrero 20,1 118,8 Marzo 16,3 97,2 Abril 10,7 84,6 Mayo 11,5 70,2 Junio 13,7 100,8 Julio 18,2 95,4 Agosto 13,6 75,6 Septiembre 17,4 86,4 Octubre 19,2 100,8 Noviembre 27,5 122,4 Diciembre 20,3 108,0 Promedio anual 17,3 96,3 Promedio otoo-invierno 14,0 87,3 Promedio primavera-verano 20,5 105,3 Fuente: Instituto de la Patagonia, 1983, "Resumen Meteorolgico, ao 1983", Estacin "Jorge C. Schyte". Punta Arenas. Lat. 5308' S. Long. 7053' W.

Se advierte claramente la estacionalidad que presenta el viento, ya que entre octubre y diciembre se observan las mayores velocidades mximas absolutas y promedio, 105,3 y 20,5 km/hr. La tendencia al aumento se aprecia a partir de agosto, siendo el valor ms alto el de noviembre que llega a 27,5 (promedio) y 122,4 km/hr (mximo absoluto). A pesar de esta tendencia se pueden dar situaciones especiales como es el caso de junio, registrando velocidades mximas absolutas del orden de los 100 km/hr., que en los meses restantes fluctan entre 70 y 97 km/hr.


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3.2.

Discusin Sobre Habitacionales

Normas

Relevantes

respecto

a

Zonas

Climtico-

Lo ms relevante en lo referente a normas, es, a nuestro parecer la aparicin y puesta en vigencia de la Reglamentacin Trmica de la modificacin al Artculo 4 de la Ordenanza General de Urbanismo y Construcciones y su Reglamento Tcnico del INN (2000) "Listado Oficial de Soluciones Constructivas para Acondicionamiento Trmico". Parte de esta Reglamentacin se transcribe a continuacin. Sus alcances y relacin con la Norma NCh. 1079 of. 77 que determina las Zonas Climtico habitacionales en la cual se basa el presente Estudio se discute al final. 3.2.1. Decreto N 115 (V. y U.) de 1999: Sobre Aislacin Trmica - Modificacin a la Ordenanza General de Urbanismo y Construcciones D. Of. N 36.455 del 02/09/99 Titulo 4: De la Arquitectura Capitulo 1: De las Condiciones de Habitabilidad Se propone la incorporacin del siguiente artculo: Artculo 4.1.10.: Todas las viviendas deben cumplir con las exigencias de acondicionamiento trmico que se sealan a continuacin: 1. El complejo de techumbre de la vivienda, entendido ste como el conjunto de elementos que la conforman, en adelante el complejo de techumbre, deber tener una transmitancia trmica U igual o menor, o una resistencia trmica total Rt igual o superior, a la sealada para la zona que le corresponda a la localidad de la comuna en que se ubique el proyecto, de acuerdo a los planos aprobados por resolucin del Ministerio de Vivienda y Urbanismo y a la siguiente tabla:VALORES REFERIDOS AL COMPLEJO TECHUMBRE TIPOS DE TRANSMITANCIA TERMICA RESISTENCIA TERMICA TOTAL ZONAS (1) U = W / (m2 K) (*) Rt = m2 x K / W (**) 1 0,84 1,19 2 0,6 1,66 3 0,47 2,13 4 0,38 2,6 5 0,33 3,07 6 0,28 3,54 7 0,25 4,01 Notas del original: (*) (**) Segn la norma tcnica NCh 849: W = Flujo trmico K = Diferencia de temperatura entre interior y exterior Notas del editor: (1) Corresponde a los tipos de zonas definidos por la norma para su aplicacin


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2. En el caso de mansardas o parmetros inclinados, se considerar complejo de techumbre aquellos elementos cuyo cielo tenga una inclinacin de 60 sexagesimales o menos medios desde la horizontal. 3. Para minimizar la ocurrencia de puentes trmicos, los materiales aislantes trmicos o soluciones constructivas especificadas en el proyecto, slo podrn estar interrumpidos por elementos estructurales de la techumbre, tales como cerchas, vigas y/o por tuberas, ductos o caeras de las instalaciones domiciliarias. 4. Los materiales aislantes trmicos o soluciones constructivas especificadas en el proyecto, debern cubrir el mximo de la superficie de la parte superiores de los muros, tales como cadenas, vigas, soleras, conformando un elemento continuo por todo el contorno de los muros perimetrales. 5. Para obtener una continuidad en el acondicionamiento trmico de la techumbre, todo muro o tabique que sea parte de sta, tal como lucarnas, antepecho, dintel, que interrumpa el acondicionamiento trmico de la techumbre y delimite un recinto habitable, deber cumplir con la misma exigencia que le corresponda al complejo de techumbre, de acuerdo a lo sealado en el punto 1 del presente artculo. 6. Para toda ventana que forma parte de la techumbre de una vivienda emplazada en zona 3 a 7, ambas inclusive, cuyo plano tenga una inclinacin de 60 sexagesimales o menos medidos desde la horizontal, se deber especificar una solucin de doble vidrio. 7. Para efecto de cumplir con las condiciones establecidos en el punto 1, se podr optar entre las siguientes alternativas: a) Especificar y colocar un material aislante trmico, adosado al elemento cielo de complejo de techumbre, cuyo R100 mnimo, rotulado segn la norma tcnica NCh 2251, sea el siguiente:TIPOS DE ZONAS (1) 1 2 3 4 5 6 7 R 100 (***) (2) 94 141 188 235 282 329 376

Notas del original: (***) Segn la norma tcnica NCh 2251: R 100 = equivalente a la resistencia trmica x 100 Notas del editor: (1) Corresponde a los tipos de zonas definidos por la norma para su aplicacin (2) Resistencia rotulada en el material trmico.

b) Demostrar el cumplimiento de la transmitancia o resistencia trmica total de la solucin del complejo de techumbre mediante un Certificado de Ensaye otorgado por unaTomo 8 Cap 3 Anlisis de Variables que Influyen en el Ahorro de Energa y en la Calidad Ambiental de los Edificios Pblicos

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Institucin Oficial de Control Tcnico de Calidad de los Materiales y Elementos Industriales para la Construccin. c) Demostrar el cumplimiento de al transmitancia o resistencia trmica del complejo de techumbre mediante clculo, el que deber ser realizado de acuerdo a lo sealado en la norma tcnica NCh 853. Dicho clculo deber ser efectuado por un profesional competente. d) La solucin constructiva especificada para el complejo de techumbre deber corresponder a alguna de las soluciones inscritas en el Listado Oficial de Soluciones Constructivas para Acondicionamiento Trmico confeccionado por el Ministerio de Vivienda y Urbanismo. 8. En el listado de Soluciones Constructivas para Acondicionamiento Trmico, que llevar el Ministerio de Vivienda y Urbanismo, se inscribirn las soluciones constructivas del complejo de techumbre, de acuerdo a la transmitancia trmica o la resistencia trmica total de cada solucin. Artculo transitorio: Lo dispuesto en el artculo 4.1.10 incorporado a la Ordenanza de Urbanismo y Construcciones por el artculo nico del presente decreto, comenzar a regir una vez transcurridos 180 das corridos desde la fecha de publicacin de este decreto en el Diario Oficial. Para la zona climtico - habitacional Sur Extremo la determinacin de Tipo de Zona trmica para las distintas comunas son las siguientes:Comunas Ancud Quemchi Dalcahue Curaco de Vlez Quinchao Puqueldn Chonchi Queiln Quelln Chaitn Hualaihu Futaleuf Palena Coyhaique Lago Verde Aisn Cisnes Guaitecas Chile Chico Ro Ibez Cochrane O'Higgins Tomo 8 Cap 3 Anlisis de Variables que Influyen en el Ahorro de Energa y en la Calidad Ambiental de los Edificios Pblicos PARTE X REGIN Y XI REGION AISEN m.s.n.m T.d.Z m.s.n.m T.d.Z 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 m.s.n.m T.d.Z

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Comunas Tortel

PARTE X REGIN Y XI REGION AISEN m.s.n.m T.d.Z m.s.n.m T.d.Z 7

m.s.n.m

T.d.Z

Comunas Natales Torres del Paine Punta Arenas Ro Verde Laguna Blanca San Gregorio Porvenir Primavera Timaukel Navarino Antrtica

XII REGION MAGALLANES Y ANTARTICA m.s.n.m T.d.Z m.s.n.m T.d.Z 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7

m.s.n.m

T.d.Z

3.2.2. Norma NCH 1079 Of77 La Norma 1079 Of77 se titula Arquitectura y Construccin Zonificacin climtico habitacional para Chile y recomendaciones para el diseo arquitectnico define 9 zonas sin considerar la Antrtica y Chile Insular. Ver Figura 3.2.2.A. El hecho ms importante que destaca esta norma y todas las clasificaciones climticas de Chile es que debido a su geomorfologa, adems de la clsica diferenciacin Norte Sur, existe una importante variedad climtica Este - Oeste, que debera tener como resultado que la tipologa arquitectnica y constructiva fuera tanto o ms distinguible que entre Norte y Sur. Las caractersticas climticas que aumentan de Norte a Sur dentro del pas y dentro de una misma zona climtico habitacional son: h h h h h precipitaciones, humedad del aire, nmero de meses de invierno, nubosidad vegetacin.

Las caractersticas que disminuyen de Norte Sur son: h la temperatura del aire h radiacin solar h altura solar.Las caractersticas que aumentan de Poniente a Oriente son:


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h oscilacin diaria y estacional de temperatura del aire h nmero de horas de sol h radiacin solar. Las caractersticas que disminuyen de Poniente a Oriente son: h h h h humedad del aire precipitaciones nubosidad presin atmosfrica.


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FIGURA 3.2.2.A. ZONIFICACION CLIMATICA HABITACIONAL SEGUN NORMA CHILENA NCH 1079 OF 77


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As pues, a lo largo de todo el pas, estas diferencias Este - Oeste se conservan distinguindose 3 zonas para cada latitud. En la zona Sur Extremo (SE) est la ciudad de Punta Arenas, Puerto Natales, adems de Chile Chico, Curaco de Vlez, Puerto Porvenir, Coyhaique Lago O'Higgins, Quelln, Quemchi, Aysn, Chaitn, Valle Simpson, etc.


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3.2.3. Localizacin y descripcin del clima por zonasZONA NL LOCALIZACION NORTE LITORAL: Se extiende desde el lmite con el Per hasta el ro Aconcagua, ocupando la faja costera al lado occidental de la Cordillera de la Costa, hasta donde se deja sentid directamente la influencia del mar. En los valles que rematan los ros y quebradas se producen penetraciones de esta zona hacia el interior. Ancho variable llegando hasta 50 Km aprox. NORTE DESERTICA: Ocupa la planicie comprendida entre ambas cordilleras (de la Costa y de los Andes). Desde el lmite con el Per hasta la altura de Potrerillos, Pueblo Hundido y Chaaral excluidos. Como lmite oriental puede considerarse la lnea de nivel 3.000 m aproximadamente. NORTE VALLES TRANSVERSALES: Ocupa la regin de los cordones y valles transversales al oriente de la zona NL excluida la Cordillera de los Andes por sobre 400 m y desde Pueblo Hundido hasta el valle del ro Aconcagua, excluido. CENTRAL LITORAL: Cordn costero continuacin zona NL desde el Aconcagua hsta el valle del Bo-Bo excluido. Penetra ampliamente en los anchos Valles que abren las desembocaduras de los ros. CENTRAL INTERIOR: Valle central comprendido entre la zona NL y la precordillera de los Andes bajo los 1.000 m. Por el N comienza con el valle del Aconcagua y por el S llega hasta el valle del Bo-Bo excluido. SUR LITORAL: Continuacin de zona CL desde el BoBo hasta Chilo y Puerto Montt. Variable en anchura, penetrando por los valles de los numerosos ros que la cruzan. SUR INTERIOR: Continuacin de zona CI desde el BBo incluido, hasta la ensenada de Reloncav. Hacia el E, hasta la Cordillera de los Andes por debajo de los 600 m aproximadamente. CARACTERISTICAS GENERALES Zona desrtica con clima dominante martimo. Poca oscilacin diaria de temperatura. Nubosidad y humedad que disipa al medio da. Soleamiento fuerte en las tardes. Lluvias nulas en el norte y dbiles en el sur. Vientos de componente W. Atmsfera y suelo salinos. Vegetacin nula o escasa. Zona desrtica, sin lluvias, calurosa. Atmsfera limpia con fuerte radiacin solar. Noches fras. Fuerte oscilacin diaria de temperaturas. Ambiente seco. Vegetacin nula. La cruza el ro Loa formando una angosta subzona de microclima particular. Vientos fuertes. Zona semidesrtica. Veranos largos y calurosos. Mocroclimas en los valles . Lluvias escasas aumentando hacia el sur. Fuerte radiacin solar y oscilacin diaria de temperaturas. Escasa nobosidad. Vegetacin en aumento. Vientos irregulares. Atmsfera relativamente seca. Zona con clima martimo. Inviernos cortos de 4 a 6 meses. Temperatura templada. Nobosidad en verano disipa a medio da. Lluvias importantes. Vientos de componente W. Suelo y ambiente salinos y relativamente hmedos. Vegetacin normal. Zona de clima mediterrneo. Temperaturas templadas. Inviernos de 4 a 5 meses. Vegetacin normal, lluvias y heladas en aumento hacia el S. Insolacin intensa en verano especialmente hacia el NE. Oscilacin diara de temperatura moderada, aumentando hacia el E. Viento del SW. Zona de clima martimo, lluvioso. Inviernos largos. Suelo y ambiente salinos y hmedos. Vientos fuertos de componente W. Vegetacin robusta. Temperatura templada a fra. Zona lluviosa y fra con heladas frecuentes. Veranos cortos de 4 a 5 meses con insolacin moderada. Lagos y ros numerosos, con microclimas. Vegetacin robusta. Ambiente y suelo hmedo. Vientos S y SW.

ND

NVT

CL

CI

SL

SI

SE

SUR EXTREMO*: La constituye la regin de los canales y archipilagos desde Chilo hasta Tierra del Fuego. Contiene una parte continental hacia el E.

Zona fra y muy lluviosa, disminuyendo de W a E. Clima especialmente martimo en zonas bajas. Fuertes vientos. Nubosidad casi permanente. Veranos muy cortos. Suelo y ambiente muy hmedo. Vegetacin muy robusta. Heladas y nieve en zonas altas (*) La componen varias subzonas actualmente como asimismo radiacin solar moderada en Microclimas importantes en el poco estudiadas debido a la baja densidad verano. poblacional. interior.ANDINA*: Comprende la faja precordillerana superior a los 3.000 m Norte (Zona Altiplnica) que bajando hacia el Sur se pierde al Sur de Puerto de altitud. Zona de atmsfera seca, grandes oscilaciones de temperatura entre da y noche. Tormentas de verano en el altiplano (norte). Ventiscas y nieve en invierno. Vegetacin de altura. Gran contenido de ultravioleta en la radiacin solar. Dado que presenta grandes diferencias en latitud y altura, presenta caractersticas (*) La componen varias subzonas actualmente poco muy particulares a lo largo de ella, siendo en general estudiadas debido a su baja densidad poblacional. de condiciones muy severas. cordillerana y de altitud en el paulatinamente Montt. > 900 m

An


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3.2.4. Anlisis y discusin de ambas normativas h ZONIFICACIN CLIMTICO-HABITACIONAL Norma Nch 1079 Of 77. Arquitectura Y Construccin Zonificacin Climtico Habitacional para Chile y Recomendaciones para el Diseo Arquitectnico. Esta Norma oficializada por el Instituto Nacional de Normalizacin en 1977 establece algunas recomendaciones bsicas para el diseo arquitectnico de acuerdo a diferentes climas que ella misma define. Estas recomendaciones generales se refieren a cualidades trmicas de elementos de la envolvente de los edificios y a pendientes de cubiertas para proteccin contra la lluvia. En el Anexo A de ella (no considerado como parte de la Norma) se hacen recomendaciones respecto de protecciones contra la humedad, la salinidad y el sol. Junto a ello, en este mismo anexo se hace referencia a requerimientos de instalacin de equipos de calefaccin, con sus respectivos ductos de evacuacin de gases al exterior. El elemento ms importante que hace parte de esta Norma es la zonificacin climticohabitacional que propone. Esta zonificacin climtica se fundamenta en estudios realizados en el pas con respecto al clima presente en diferentes regiones de l. La Norma ha establecido 9 zonas climticas para el pas, haciendo notar que al interior de estas zonas podrn existir microclimas y en otras de gran extensin como la Zona Andina y la Sur Extremo se deben estudiar algunas variaciones climticas dentro de ellas mismas con mayor detalle. La Zonificacin de esta Norma ha tomado en cuenta una amplia gama de variables, lo que hace recomendable su uso al momento de querer establecer las caractersticas climticas generales de una cierta localidad o extensin geogrfica del pas. Ello podr permitir, conociendo en particular la informacin meteorolgica respectiva del lugar, establecer las recomendaciones arquitectnicas para un mejor diseo que permita condiciones de confort y eficiente uso de energa. Las variables consideradas en esta Norma son las siguientes. (Tabla 3 de la Norma): Temperatura del aire, oscilacin diaria de la temperatura del aire, insolacin, horas de sol diarias, humedad relativa del aire, nubosidad, precipitaciones, vientos predominantes, heladas, nieve y salinidad del suelo.


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h

REGLAMENTACIN TRMICA ORDENANZA GENERAL DE URBANISMO Y CONSTRUCCIONES

De acuerdo a la modificacin de la Ordenanza General de Urbanismo y Construcciones y que entr en vigencia en Marzo de este ao, se han establecido exigencias para la aislacin trmica en cielo de viviendas. Estas exigencias se definen de acuerdo a la ubicacin de cada comuna del pas en el mapa de Zonificacin de Grados Da de Calefaccin a Nivel Comunal y que se elabor para este reglamento en particular. Esta Zonificacin, tal como lo indica su nombre, est referido a un perodo del ao y se basa en una de las variables que puede ser utilizada en el momento de querer definir caractersticas climticas de una cierta localidad o extensin geogrfica. El uso exclusivo de esta variable puede ser vlido para efectos de establecer las exigencias de la citada Reglamentacin trmica. Lo que no puede hacerse es confundir esta zonificacin con una zonificacin climtica como aquella definida en la Norma NCh 1079 Of 77, que est aun vigente y que para su elaboracin se ha considerado una amplia gama de variables meteorolgicas que permiten la definicin de un clima. Al comparar la Zonificacin de Grados Da con la de la Norma NCh 1079 Of 77, se observa que en la primera dos comunas pueden ser parte de la misma Zona de GradosDa de Calefaccin mientras que en la Norma 1079, stas se ubican claramente en zonas climtico habitacionales diferentes por poseer caractersticas climticas que afectan a la arquitectura en forma muy distinta. Es el caso de la Comuna de San Felipe, ubicada en la Zona Central Interior (ver mapa), presenta por ejemplo, un rgimen de oscilacin trmica muy marcado y poca nubosidad. A su vez, la Comuna de Valparaso, ubicada en la Zona Central Litoral (ver mapa), tiene poca oscilacin trmica y bastante nubosidad.


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3.3.

Antecedentes de Arquitectura Local

3.3.1. Algunas referencias al desarrollo histrico de la arquitectura en Magallanes h Viviendas indgenas Segn los arquitectos Dante Baeriswyl y otros en artculo preparado por la Revista CA N 64 (1991) "la geografa de este lugar empuj siempre al hombre hacia el nomadismo" "Pocos lugares eran elegidos para residencia prolongada y stos deban tener determinadas caractersticas de asoleamiento, resguardo y espacio favorable a la vida colectiva." Los indgenas del archipilago habitaban playas estrechas y pantanosas, ya que el mar constitua una inagotable fuente de abastecimiento. Los indgenas de la pampa vivan ms que nada en las zonas de caza. Con la llegada de los colonos, se generaron pequeos enclaves dedicados al comercio y los indgenas, antes nmades, empezaron a establecerse en los alrededores de estos nuevos asentamientos. "La casa indgena, aunque simple, tena una gran complejidad. El elemento determinante del espacio interno y centro en torno al cual se organizaba la comunidad era el fuego. Sin embargo era necesario resolver otros problemas tales como la distribucin de calor, el aislamiento trmico, la resistencia a los vientos, etc." "La vivienda alacalufe tena forma de cpula aplastada de base elptica. La estructura quedaba en el lugar y era reparada y reutilizada. Toda la armadura estaba formada por dos series simtricas de arcos ms o menos aplastados de aspecto ms bien frgil y lineal, pero, en realidad muy rgidas y resistentes al empuje del viento". Ver Fig. 3.3.1.A.

FIGURA 3.3.1.A. CASA ALACALUFE: 1/ESTACAS MAESTRAS, 2/AMARRAS, 3/ABERTURA, 4/PIELES DE FOCAS, 5/PUERTA AL MAR, 6/PISO DE RAMAS, 7/RODETE PARA SELLAR, 8/FUEGOTomo 8 Cap 3 Anlisis de Variables que Influyen en el Ahorro de Energa y en la Calidad Ambiental de los Edificios Pblicos

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"Este sistema constructivo tena una ventaja: una vez cubierta de pieles, la cpula aplastada formaba un excelente reflector que distribua uniformemente el calor del fuego central. Sobre la armadura se extendan pieles de foca amarradas a los palos. Las dos aberturas de acceso, bajas y estrecha, una orientada hacia el mar y otra hacia la montaa, se cerraban tambin con pieles de foca. Sobre el techo de la cpula se haca una tercera abertura para el humo, parcialmente cerrada con un atado de hierbas y ramas. El suelo de la cabaa estaba originalmente cubierto por una capa de ramas con hojas colocadas en estratos regulares y entrelazadas con gran precisin. Al interior de la cabaa, en contacto con el terreno, se colocaba un rodete de hierba como proteccin del aire exterior. El fuego permaneca prendido toda la noche bajo la ceniza". La vivienda yagana era cnica y base circular. Sin embargo los sistemas de calefaccin, aislacin y extraccin del humo eran similares a la vivienda alacalufe.

FIGURA 3.3.1.B. CASA YAMANA: 1/ESTACAS ENTERRADAS, 2/AMARRAS, 3/FUEGO, 4/ABERTURA SUPERIOR, 5/PIELES, 6/CORTEZA DE ARBOLES

La forma de la vivienda tehuelche era similar a la de una media cpula adosada a un arco doble que serva de fachada. La estructura estaba cubierta por grandes piezas de pieles de guanaco cosidas y amarradas a los palos que formaban el esqueleto. Tenan la posibilidad de abrir completamente la fachada durante el da y tener as una vista panormica del lugar. Esta abertura estaba siempre en direccin opuesta a aquella del viento. Ver Figura 3.3.1.C.


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Todas estas simplsimas estructuras - aptas para la zona y el clima de la estepa respondan perfectamente a las exigencias de la vida nmade, al mismo tiempo que ofrecan la mejor proteccin contra la intemperie.

FIGURA 3.3.1.C. CASA TEHUELCHE: 1/DIRECCION DEL VIENTO, 2/ESTACAS ENTERRADAS, 3/AMARRAS, 4/PUNALES DE FACHADA, 5/MANTAS DE GUANACO, 6/GRAN ABERTURA PARA EL DA

h Arquitectura de las estancias magallnicas En un artculo aparecido en la Revista CA N64 , el profesor Juan Benavides escribe lo siguiente: "Una de las escasas referencias de construcciones realizadas en la etapa fundacional se debe al capitn Juan Jos Latorre de la corbeta Magallanes, que describe en 1877 las instalaciones levantadas por Julius Hasse para explotar el carbn de piedra en la costa Norte del Seno Skyring. Las casas son cinco, construidas para la residencia del administrador, los peones y las bodegas de depsitos. Los edificios estn construidos con madera del lugar labradas por medio de una pequea mquina de aserrar, aquellos estn techados con planchas de zinc acanalado, hallndose todas las construcciones perfectamente al socaire de los vientos reinantes por medio del espeso arbolado que respalda el casero. Ver Figura 3.3.1.D.


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En Magallanes se exagera adems la separacin de los edificios para evitar la propagacin de los incendios, en un rea en la que es necesario calentar los recintos durante todo el ao, y en la que los vientos soplan casi sin pausa... En el caso de las viviendas colectivas y de las individuales se agregan galeras abiertas o cerradas (vidriadas) de transicin con el exterior. Las cubiertas tienen una fuerte inclinacin y caen sobre las cajas murales, en las que se insertan ventanas de guillotinas y cristaleras fijas que aprovechan la luz natural....

FIGURA 3.3.1.D. ESTANCIA CRUZ DEL SUR, SENO SKYRING

Importada desde Inglaterra por las casas mayoristas de Punta Arenas, la plancha de fierro galvanizado, por razones perfectamente conocidas por los arquitectos es la pieza vital del sistema constructivo y en ltima instancia la que asegura la unidad del lenguaje arquitectnica de las estancias. h Arquitectura pionera de Magallanes En otro artculo de la Revista CA N64, el arquitecto Mateo Martinic B. describe algunas caractersticas arquitectnicas del estilo pionero de Magallanes.Tomo 8 Cap 3 Anlisis de Variables que Influyen en el Ahorro de Energa y en la Calidad Ambiental de los Edificios Pblicos

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Ordenamiento espacial: En los cascos de las estancias, la agrupacin de sus edificios no se ajusta por cierto, al ordenamiento espacial de las haciendas del valle central. No existe plaza ni preocupacin por la geometra, y el aspecto religioso y social juega un rol secundario. En la Patagonia el problema es otro. Es de orden industrial; la produccin de lana, carne y derivados, en un medio geogrfico y cultural distinto al del resto del pas. En general este tipo arquitectnico puede ser definido por sus caractersticas ms notables tales como paredes de madera tinglada, con tablazn cepillada y ornada con sencilla moldura terminal en la parte inferior, techumbre de dos aguas, ventanas de guillotina, lucarnas o mansardas y motivos de adorno recortados para las tapas de aleros y frentes de la techumbre o para sobreponer en dinteles de puertas y ventanas. Su simple plan inicial, dos habitaciones (cocina-centro de la vida hogarea y dormitorio), separados por un pasadizo, poda crecer segn lo haca la familia con sendos agregados a modo de "mediaguas", que podan ser dormitorios como desvanes, todo en una planta. Si la casa tena altos, la lucarna ceda lugar a una o ms habitaciones. Si bien la forma ms comn en que se conoci el estilo fue la de casa para vivienda, tambin aunque excepcionalmente, fue empleada en edificaciones de dos pisos, por lo general de uso mixto (habitacin y comercio). La casa de Administracin Punta Carrera estaba desarrollada en un rectngulo con su tpico pasillo exterior de fachada, abierto y cubierto, su gran pendiente de techumbre resaltado por dos lucarnas, sus destruidas ventanas de guillotinas, sus revestimientos de tinglado exterior; su estructura general en troncos a pique de rollizo labrado con azuela, su tablonada de piso en lenga aserrada y parte de su cubierta original de tejuela de alerce recubierta posteriormente con fierro acanalado. Ver Figura 3.3.1.E.


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FIGURA 3.3.1.E. PLANTA, CORTE Y ELEVACION LATERAL CASA ADMINISTRACION PUNTA CARRERA (1884)

Ntese, la planta compacta, la chiflonera del acceso, la galera probablemente al Norte, las ventanas y vidrios pequeos y las grandes pendientes del techo. h Las graseras y frigorficos Del Libro "Las estancias magallnicas" (1999) de Juan Benavides, Mateo Marcela Pizzi y Mara Paz ; Valenzuela, se extractan los siguientes prrafos.. Martinic,

En el frigorfico Bories trabajaban ciento cinco personas en forma permanente, llegando en la temporada alta a una cifra superior a las cuatrocientas, las que se trasladaban diariamente por ferrocarril a Puerto Natales. El rea industrial tena un frente continuo de doscientos ochenta metros lineales frente al mar, con unos veinte mil metros cuadrados edificados, el cincuenta por ciento de mampostera de ladrillo de tanta calidad como las ejecutadas en Gran Bretaa en el perodo postvictoriano. El resto lo constituan nueve naves de robustas estructuras de madera con doble forro de este material y aislacin de lana mineral, revestidas al exterior con planchas zincadas onduladas de 0,05 mm de espesor.


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Otro factor natural que incide regularmente en el trazado de los cascos es el alineamiento de los edificios con un ro o con uno de sus esteros tributarios. Cerro Castillo se relaciona con el ro Guillermo, Caleta Josefina con el Pantano, Oazy con el de Sant Susana, Cameron y San Sebastin se extienden a ambos costados del Mac Clelland y el estero Pike, una dependencia o relacin que se repite en las estancias Ro Verde, Ro Grande, Rusffin, etc. El sentido del escurrimiento de las aguas determina regularmente la secuencia de la ubicacin de los edificios al definir los dos extremos del conjunto. Aguas arriba la residencia con sus anexos del dueo o de su representante. Aguas abajo, por razones higinicas, el galpn de esquila. En la estancia San Gregorio, ms all de una verja, una casa de dos pisos, estilo 1900. seorial y pretenciosa, se guarece del viento dominante tras una altsima empalizada de madera. Hecha de tablas puestas paralelamente a varios centmetros de distancia ya que ninguna superficie continua de este tamao resistira los vendavales, ella basta para cortar el viento. El casco de la estancia de 175.000 ha, Laguna Blanca, hoy parcialmente desmantelado: "Sus construcciones incluyen desde luego, la casa del administrador y sus dependencias, que le proporcionan comodidad y esparcimiento: un jardn protegido por una alta empalizada de los vientos dominantes, garage, y un invernadero calefaccionado durante todo el ao, donde se cultivan flores y legumbres. En relacin a la utilizacin de la energa elica, existen varios windchargers (grupos electrgenos eolianos). En perodos de calma se utiliza un grupo auxiliar a motor, pero es la energa del viento la que resuelve el problema del agua. En las estancias sus propietarios o administradores ingleses, galeses, escoceses o neozelandeses fueron una fiel expresin de la tradicin victoriana y preindustrial en cuanto al orden, la eficiencia, el apego a sus costumbres tradicionales y, por cierto, a un rgido concepto de la autoridad y de independencia en relacin a la comunidad laboral. Su "home" por lo tanto estaba aislada del resto, bien equipada y era razonablemente confortable, ya que solan permanecer largos aos en el lugar y deban recibir a los distintos huspedes que visitaban el lugar generalmente por razones comerciales. Sus signos distintivos fueron varias chimeneas surgiendo de sus techos, la galera vidriada con plantas de interiores, un invernadero y un "jardn" protegido por cortavientos. 3.3.2. Caso de Inters en la Regin de Magallanes Se presenta a continuacin un estudio que evala las viviendas actuales de bajos ingresos en la zona urbana de Magallanes. En el documento "Confort Trmico y calidad ambiental de las viviendas de bajos ingresos en el rea urbana de Magallanes", (1990) el PRIEN (Programa de Investigacin en Energa de la U. de Chile) investig sobre laTomo 8 Cap 3 Anlisis de Variables que Influyen en el Ahorro de Energa y en la Calidad Ambiental de los Edificios Pblicos

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calidad de las viviendas en Magallanes con una metodologa que comprendi visitas a terreno, evaluacin terica y de laboratorio. A continuacin se presenta un extracto del trabajo presentado en el Primer Congreso de Energa celebrado en Abril de 1990 en Santiago. "Las elevadas prdidas de energa trmica en las viviendas analizadas se explican por las caractersticas constructivas y el estado de las mismas. La falta de aislacin en los muros y cielos, el sellado insuficiente de los primeros y la elevada ventilacin de los aleros y frontones, se traduce en valores de transmitancia trmica que superan en 2,5 y 6,5 veces, respectivamente, los niveles mximos establecidos en la Norma Chilena para la Regin (INN, 1978). Si bien a travs del piso las infiltraciones son poco significativas; el nivel de ventilacin piso-suelo es, en promedio, 5 veces superior a lo tcnicamente recomendado. Por ltimo, los sistemas de cierre poco adecuados, las soluciones de emergencia para los vidrios rotos y la falta de sellos en el umbral de las puertas determina un nivel de infiltraciones superior, en promedio, a 2,5 veces el nivel aceptable tcnicamente. La estructura de prdidas calricas, en valores absolutos y porcentuales, para una vivienda "tpica" del universo considerado se presentan en el cuadro siguiente:ELEMENTO DE LA ENVOLVENTE Techumbre Muros Piso Ventanas Puertas Total envolvente Infiltraciones TOTAL Fuente: PRIEN, 1987 PRDIDA CALRICA (%) 32,9 27,2 17,0 8,2 1,4 86,7 13,3 100,0

En base a los datos de la encuesta se calcularon las prdidas calricas totales de la vivienda, por unidad de volumen encerrado en la envolvente, y por unidad de diferencia de temperatura entre el interior y el exterior (G, en Kcal/h m3 C). Los resultados se sintetizan en el cuadro siguiente:


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Coeficiente G Rango (W/m3 C) 8,7 G Promedio (W/m3 C) Fuente: PRIEN, 1987

CLASIFICACION DE LAS VIVIENDAS SEGUN SU CALIDAD TERMICA % de Casos en el Rango Punta Arenas Puerto Natales Porvenir 1,9 0,0 0,0 6,2 5,1 13,4 23,4 23,1 31,3 25,8 38,5 32,8 26,3 21,4 10,5 8,1 8,6 4,5 9,2 3,4 7,5 6,1 6,1 5,6

Regin 1,0 7,1 24,8 30,8 22,0 7,6 6,8 5,9

3.3.3. Conclusiones Se ha resumido aqu la investigacin que han hecho algunos arquitectos en cuanto al desarrollo histrico de la arquitectura regional. Cada uno de ellos opina que desde la aparicin de las viviendas indgenas, la preocupacin por crear ambientes interiores protegidos del ambiente exterior hostil, ha sido una constante de gran importancia en la concepcin de los diseos, de las agrupaciones y de los sistemas constructivos. En el trabajo del PRIEN se presenta una evaluacin de viviendas actuales en la zona. Si los ambientes interiores de estas viviendas alcanzan condiciones de confort medianamente aceptables, no es sino a costa de un gran consumo de gas natural, combustible barato y subsidiado de la zona, el que slo apareci aqu hace 50 aos. En esa fecha se empezaron a olvidar las tradiciones formales y constructivas que daban como resultado una arquitectura ms acorde con su medio natural y un uso ms eficiente de la energa. Esperamos contribuir con este estudio a una recuperacin de este conocimiento del medio, de tal modo que, en combinacin con la aplicacin de nuevas tecnologas de construccin, ayude a la creacin de una "arquitectura apropiada" a la zona.


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3.4.

Caracterizacin de los Edificios Pblicos del MOP de los ltimos 8 aos en la Zona

Para conocer algunas caractersticas de los edificios que ha construido el MOP en los 8 ltimos aos, se hizo un estudio de stos en lo referente a su destino, soluciones de construccin usadas, N de pisos, superficie edificada y tipo de uso. A continuacin se presenta la tabla 3.4.1. que caracteriza los edificios a cargo de la Direccin de Arquitectura construidos en la Zona Sur Extremo (definida segn Norma de Zonificacin Climtico Habitacional N 1079 Of 77) a la cual pertenece la ciudad de Punta Arenas. Las conclusiones a que se lleg en un primer anlisis de los datos son las siguientes: h El nmero de pisos ms recurrente es 1 y 2 pisos. h La tipologa de sistema constructivo ms recurrente es la albailera reforzada de ladrillo y la combinacin de sta con madera. h Los sistemas de losas ms usadas son losas de H.A. h El sistema de techo usado ms frecuentemente es metlico. h El rgimen de ocupacin ms frecuente es diurno - nocturno. h Las tipologas que presentan un mayor nmero de edificios son edificios educacionales, de oficina y salud, en ese orden. No se tienen an antecedentes sobre los sistemas o los criterios de seleccin del equipamiento en iluminacin, sistemas de calefaccin y aire acondicionado por parte del MOP.


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TABLA 3.4.1.Tipo de edificio

Edificios MOP. Zona Sur Extremo: Punta Arenas, Chile Chico, Curaco de Vlez, Puerto Porvenir, Coyhaique Lago O'Higgins, Quelln, Quemchi, Aysen, Chaitn, Valle Simpson.Educacional Nios Adultos Escuela Escuela Sin incon inTernado ternado 3 1 1 5 1 Salud Oficinas Con- Hospit. Orden y Justisult. Seguricia dad Adm. Espacios Especiales Talle- Transporte Centros Centros res de Invest. CulturaPasajero les Polideportivo Vivienda Cr- Viviencel da Total

N de pisos 1 N de pisos 2 N de pisos 3 N de pisos 4 N de pisos 5 y ms Muros Albailera ladrillo / estruct. Mtca. Alb. de Bloques/ estruc. incorpor. Albailera Reforzada Albailera de bloque Reforzada Hormign Armado Muro Cortina Muro Madera Muro Plancha Metlica Muro Mampostera Piedra Liparita Muro Mixto * Cubierta Losa Tralix Losa Hormign Armado Tomo 8 Cap 3

4

1 1

1 1 1

1 2

2

2 2

1

15 12 0 2 1

0 0 4 3 2 1 1 3 14 0 1 2 1 1 1 2 1 1 1 1 3 0 7 2 0 1 1 1 1 4 0 0

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Anlisis de Variables que Influyen en el Ahorro de Energa y en la Calidad Ambiental de los Edificios Pblicos

TABLA 3.4.1.Tipo de edificio

Edificios MOP. Zona Sur Extremo: Punta Arenas, Chile Chico, Curaco de Vlez, Puerto Porvenir, Coyhaique Lago O'Higgins, Quelln, Quemchi, Aysen, Chaitn, Valle Simpson.Educacional Nios Adultos Escuela Escuela Sin incon inTernado ternado Salud Oficinas Con- Hospit. Orden y Justisult. Seguricia dad Adm. Espacios Especiales Talle- Transporte Centros Centros res de Invest. CulturaPasajero les Polideportivo Vivienda Cr- Viviencel da Total

Luxaln/instapanel Plancha asbesto cemento Plancha fierro Galvanizado Teja asfltica Plancha de Zinc Tejuela de madera Teja de arcilla (Chilena) Usos Diurno Diurno - Nocturno Superficies totales (m2) Totales por sector (m2) Numero de edificios por sector

0 0 3 3 3 1 3 1 1 2 1 1 3 18 1 9 2 0

1

3 1

1

1

1

4 5468 7 9462 14930 4 7

4 2997 2 3038

3 5188

6035 4 2

3 1 5676.6 3 10864.63 3 4

2 1723 1723 2 4 4 3335 3335

13 17 36887.6 3 36887.6 3 30

* Muro Mixto: 1er. piso muro pesado y 2do. piso muros livianos.


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3.5.

Pauta de Diagnstico y Recomendaciones de Diseo

De los datos climticos de Punta Arenas, expuestos en las tablas que siguen a continuacin, se extrajo el cuadro de diagnstico descrito por Carl Mahoney en su mtodo. De este cuadro de diagnstico y usando parmetros modificados se desprenden las recomendaciones de diseo que se describen en el primer captulo. Estas recomendaciones se han ajustado al diseo de edificios pblicos a cargo de la Direccin de Arquitectura del Ministerio de Obras Pblicas con sus caractersticas planimtricas usuales estudiadas. De ellas, las principales son, menos de 4 pisos, uso preferentemente diurno, con destino de oficinas o educacionales. Estas recomendaciones no pueden generalizarse a otro tipo de edificios. 3.5.1. Tablas de datos climticos, diagnstico, indicadores recomendaciones para la ciudad de Punta ArenasTABLA 3.5.1.1. TEMPERATURA DEL AIRE (C) DE PUNTA ARENAS E F M A M 6,4 1,0 5,4 J 9,2 -0,7 9,9 J 3,7 -1,1 4,8 A 5,3 -0,1 5,4 S 7,9 1,0 6,9 O 10,6 2,6 8,0 N 12,5 4,4 8,1 D 14,1 5,7 8,4 Ms alta 14,9 -0,1 Ms baja

de

conflictos

y

Prom. Mx. Mens. 14,9 14,4 12,8 9,8 Prom. Mn. Mens. 6,5 6,2 5,0 3,2 Rango Prom. 8,4 8,2 7,8 6,6 Mens. Fuente: Direccin Meteorolgica de Chile

TMA 6,5 7,3 RMA

TABLA 3.5.1.2. HUMEDAD, LLUVIA, VIENTO Y RADIACION DE PUNTA ARENAS HR (Porcentaje) E F 72 65 68 3 30,2 W SW 4,093 M 76 66 71 4 49,7 W SW 2,904 A 80 72 76 4 47,7 W SW 1,608 M J J A 81 76 78 4 40,7 W NW 1,206 S O N D 69 65 67 3 35,0 W SW 5,442

Prom. Mx. Mens. A.M. 70 Prom. Mn. Mens. P.M. 65 Promedio humedad 67 Grupo de humedad 3 Lluvia cada (mm) 35,1 Viento Predominante W Secundario SW Radiac. Solar Media 5,154 (kWh/m2 da)

82 82 81 76 78 78 80 83 82 4 4 4 50,4 39,3 37,9 SW NW W W W SW 0,811 0,436 0,592

79 73 68 73 65 61 74 69 65 4 3 3 33,7 29,3 34,1 SW SW SW W W W 2,283 3,465 5,284

Total anual 462,9

Fuente: Direccin Meteorolgica de Chile Sarmiento, Pedro (1995) Energa Solar. Aplicaciones e Ingeniera. Universitarias de Valparaso. U. Catlica de Valparaso. 3 Edicin.

Sistemas Pasivos.

Ediciones


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TABLA 3.5.1.3. DIAGNOSTICO DE PUNTA ARENAS E Grupo de humedad Temperatura (C) Prom. Mx. mens. Confort Mx. Diurno Mn. Prom. Mn. Mens. 3 14,9 26 19 6,5 F 3 14,4 26 19 6,2 19 12 F F M 4 12,8 26 19 5,0 19 12 F F A 4 9,8 26 19 3,2 19 12 F F M 4 6,4 26 19 1,0 18 12 F F J 4 9,2 24 18 -0,7 18 12 F F J 4 3,7 24 18 -1,1 18 12 F F A 4 5,3 24 18 -0,1 18 12 F F S 4 7,9 24 18 1,0 18 12 F F O 3 10,6 26 19 2,6 19 12 F F N 3 12,5 26 19 4,4 19 12 F F D 3 14,1 26 19 5,7 19 12 F F

Confort Mx. 19 Nocturno Mn. 12 Tensin por calor Da F Noche F Fuente: Elaboracin propia

TABLA 3.5.1.4. INDICADORES DE PUNTA ARENAS E Humedad H1 movimiento de aire deseable H2 problemas de condensacin exterior Temperatura A1 problemas de diferencias de temperaturas A2 problemas de estaciones fras A 3 movimientos de aire deseable con aire seco Vientos V0 predominancia de calma V1 problemas de viento mantenido V2 problemas de vientos mximos Precipitaciones P0 ausencia de precipitaciones P1 precipitaciones de menos de 100 mm mensuales P2 precipitaciones de ms de 100 mm mensuales Radiacin solar R0 radiacin baja R1 problemas de radiacin Fuente: elaboracin propia. 3 F 3 M 4 4 A 4 4 M 4 4 J 4 4 J 4 4 A 4 4 S 4 4 O 3 N 3 D 3 0 7 0 12 0 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 0 12 12 0 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 12 0 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 7 3 TOTAL

4

4

4

4

4

4

4

4

4

4

4

4


36

TABLA 3.5.1.5. RECOMENDACIONES DE DISEO DE ANTEPROYECTO DE PUNTA ARENASHumedad H1 0 H2 7 A1 0 Temperatura A2 12 A3 0 V0 0 Vientos V1 12 V2 12 Precipitaciones P0 0 P1 12 P2 0 Radiacin R0 7 R1 3 Indicadores Orientacin, Emplazamiento y Forma 1. Edificios con ejes mayor en el sentido oriente-poniente. 2. Plantas con ejes iguales desarrolladas alrededor de patios Espacios Intermedios 3. Desarrollo mximos de espacios intermedios abiertos 4. Desarrollo medio de espacios intermedios semiabiertos 5. Planta compacta Movimiento de aire 6. Uso de sistemas de cruja simple que permita la ventilacin cruzada 7. Uso de sistemas de 1 cruja y 2 crujas 8. No requiere ventilacin cruzada 9. Sistemas especiales si se requiere ventilacin y hay problemas de vientos mximos Aberturas 10. De tamao medio (25% a 40% de los muros N y S 11. Pequeas (menos de 25%) Muros 12. Livianos, tiempo de retardo breve 13. Pesados RECOMENDACIONES

4 0-7 11-12 5-12 0-4

6-12 2-7 0-2

0-4 2-4 5-12

6-12 2-7 0-2

4-12

6-12 3-12 4 6-12 8-12

1-12 1-12 0-2

1-12 1-12 0-2

4-12 2-12 4 4 1-12

4 0-8 9-12 4-12 0-3 6-12 4 0-2 3-12 0-5 6-12 4

1-12 1-12 1-12

Techos 14. Livianos, tiempo de retardo breve 15. Pesados Proteccin de lluvia 16. Se necesita proteccin contra la lluvia fuerte 17. Se necesita proteccin contra la humedad exterior 4 18. Se necesita proteccin contra la lluvia escasa Calefaccin 19. Se deber proveer de calefaccin a los recintos

4 3-12 Tomo 8 Cap 3 4-12 5-12

37

Anlisis de Variables que Influyen en el Ahorro de Energa y en la Calidad Ambiental de los Edificios Pblicos

TABLA 3.5.1.6. RECOMENDACIONES DE DISEO PARA ETAPA DE PROYECTO DE PUNTA ARENAS

Humedad H1 0 H2 7 A1 0

Temperatura A2 12 A3 0 V0 0

Vientos V1 12 V2 12

Precipitaciones P0 0 P1 12 P2 0

Radiacin R0 7 R1 3

RECOMENDACIONES

Indicadores Tamao de aberturas 4 1. Medianas, entre un 20 y 40% de los muros 2. Pequeas, entre un 10 y 20% de los muros 3. Medianas, entre un 20 y 40% de los muros Posicin de las aberturas a) Con respecto a la ventilacin 4. Aberturas de los lados barlovento con antepecho a la altura del cuerpo 5. Aberturas de las fachadas norte. b) Con respecto a la orientacin 4 6. Aberturas en las fachadas norte 4 7. Aberturas en las fachadas norte, y eventualmente en las Oriente-Poniente Proteccin de las aberturas 8. Excluir la radiacin solar del interior del edificio 4 9. Proteccin contra la lluvia Muros

0-4 9-12 6-12

4-12 0-3 6-12

0-8

0-8 0-8 0-8

0-6 6-12 0-8

0-2 1-12

4-12

0-3 3-12

4 10. Livianos 11. Pesados Techo 12. Livianos y aislados 4 13. Livianos y especialmente bien aislados 14. Pesados Tratamiento de superficies exteriores 15. Adecuado drenaje para el agua Pisos 16. Sobre envigado 4 17. Sobre radier.

0-3 0-5 6-12

10-12 0-9

1-12

0-3 4-12

0-3 4-12

0-3 4-12


38

TABLA 3.5.1.7. RECOMENDACIONES PARA EL DISEO DE ELEMENTOS

INDICADORES

CONSTRUCCIN

Factor u Transmitancia

Retardo

R1 3

H1 0

A1 0

A2 12

MUROS

W/m2K

h

0-2 3-12

Livianos Livianos aislados

4

2.5 1.2

3 3

0-2 3-12

Pesados Pesados aislados TECHOS

4

2.0 0.9

8 8

0-4 0-4 5-12 5-12

0-2 3-8 0-2 3-8 9-12

8-12 7-12

Livianos Livianos aislados Pesados, ventilados Pesados, aislados, ventilados en verano Muy aislados 4 Bien ventilado Aislado, reflectante

2.0 0.8 2.0 0.8 0.5 0.8

3 3 8 8 5


39

3.5.2 Descripcin de las recomendaciones para etapa de diseo de anteproyecto Orientacin, emplazamiento y forma 1.Los edificios debern orientarse con un eje mayor en el sentido este - oeste con las fachadas mayores mirando hacia el norte y sur. En este caso la recomendacin se hace porque el diagnstico revela ms de 4 meses de invierno (A2= 12 meses). Los edificios pueden girarse un poco para permitir la limitada radiacin solar durante la estacin de invierno

Espacios intermedios: 5.Se recomienda que los proyectos sean compactos en funcin de que la estacin fra (A2) dura 12 meses y hay una ausencia de radiacin por ms de 5 meses (R0 = 7).

Movimiento del aire: 8.9.Si se ha previsto una ventilacin forzada podr usarse con mayor libertad el sistema de cruja doble. Se requerirn sistemas especiales de ventilacin y de refuerzo de estructura de ventanas y de descompresin cuando existan problemas de vientos mximos (V2 = 12).

Aberturas de muros: 10.En general, es recomendable usar tamaos medios de aberturas, entre un 20 a un 40% del rea total de muros. Evitar el flujo trmico desde el interior, las condensaciones interiores de vapor de agua. Es preferible aplicar esto en las fachadas norte y sur. Las aberturas en los muros de las fachadas E slo se recomienda en casos de estaciones fras (A2 = 12) as como en las fachadas oeste, siendo estas ltimas muy inconvenientes, debido a la fuerte ganancia trmica y al deslumbramiento excesivo que pueden producir en verano. Es recomendable, por lo tanto, proveerlas de un buen protector solar. Muros: 12.Los muros externos podrn ser livianos con una baja capacidad calrica si la inercia trmica se requiere por un perodo menor de 3 meses (A1 = 0 ).


40

Techumbre: 14.Se podr usar un techo liviano pero muy bien aislado si se necesita acumulacin de calor para menos de 6 meses (A1 = 0). Debiera analizarse en cada regin la posibilidad de usar techos vidriados en algunos recintos, siempre y cuando stos no tengan uso nocturno. En ese caso, deber considerarse la radiacin solar incidente en perodos de verano, instalando sistemas de sombra. Para los perodos fros del ao, deber existir un control de la humedad. No se recomienda el uso de techos vidriados para recintos de uso nocturno. Proteccin de la lluvia o precipitacin de humedad exterior: 18.Deber proveerse de un techo con pendiente entre 5 y 10% y algunas otras precauciones tales como canaletas, bajadas de agua y aleros si las precipitaciones son hasta 100 mm mensuales (P1 = 12).

Calefaccin: 19.Se deber proveer a los recintos de una fuente de calefaccin estable, que no sea de llama abierta (para no agregar humedad al ambiente interior) y cuando se produzca una estacin fra de ms de 3 meses (A 2 = 12), , una temperatura media anual bajo 15C y una ausencia de radiacin solar por ms de 4 meses (R0 = 7).


41

3.5.3 Descripcin de las recomendaciones para etapa de diseo de proyecto Tamao de las aberturas: 1.Se usar un tamao mediano de aberturas cuando no se requiere inercia, existe una estacin fra (A2 = 12). Estas aberturas debern ser entre un 20 a un 40% de la superficie total de muros y orientadas de modo de dejar penetrar el sol durante los meses de invierno.

Posiciones de las aberturas: Con respecto a la ventilacin y orientacin 6.Se recomiendan aberturas en las fachadas norte cuando existen problemas de estaciones fras (A2 =12). Se recomienda usar aberturas especiales para el viento . No se recomienda usar aberturas hacia el lado donde proviene el viento. Se proyectan aberturas en las fachadas Norte y eventualmente en las O y P, cuando existen problemas de estaciones fras combinado con una necesidad de radiacin solar .

7.-

Proteccin de las aberturas: 9.Se necesitar una proteccin efectiva contra la lluvia . Los aleros amplios darn alguna proteccin, pero la lluvia pesada est frecuentemente acompaada por un viento fuerte que empuja el agua a travs de los resquicios de las ventanas an cuando estn protegidas por stos y por persianas. Se deber, por lo tanto, tener especial cuidado en el diseo de juntas de ventanas sometidas a este rgimen de lluvias.

Muros:10.Se usarn muros exteriores livianos cuando se necesite una inercia trmica por menos de 3 meses en estacin fra. Se podrn usar bloques de concreto perforado o ladrillo con un mximo de 40% de huecos para reducir la inercia calrica. Los muros pesados debern ser aislados trmicamente por el exterior para evitar condensacin superficial e intersticial . (Ver punto 3.5.7.). Un muro compuesto de dos materiales livianos y una cavidad interior con aislacin tendr propiedades trmicas aceptables. El valor recomendado de trasmitancia mximo debe ser 1.2 W/m2 K.

Techos:Tomo 8 Cap 3 Anlisis de Variables que Influyen en el Ahorro de Energa y en la Calidad Ambiental de los Edificios Pblicos

42

13.-

El techo ser liviano y especialmente bien aislado si el movimiento de aire se necesita por menos de 10 meses y el almacenamiento calrico se necesita por menos de 6 meses . Un techo liviano bien aislado consta de una capa de metal brillante o de colores claros, una cavidad y un cielo que incorpore algn material aislante como lana mineral o poliestireno expandido, y una superficie reflectante (por ejemplo, lmina de aluminio sobre ella). Se recomienda un valor de transmitancia de 0.28 y 0.25 W/m2 K y un valor de resistencia trmica del aislante x 100 (R100) segn Decreto N 115 de V. y U. (1998) de entre 329 y 376, segn comuna. Todas las comunas ese encuentran en las zonas trmicas 6 y 7.

Tratamiento de superficies exteriores: 15.En regiones donde hay una fuerte lluvia, el agua en el techo puede producir problemas (P2 = 12). Los charcos debern evitarse. Se necesitan grandes secciones de bajadas de agua para hacer frente a los chaparrones.

Pisos: 17.Sobre radier:


43

3.5.4 Estrategias de Diseo por el Mtodo de B. Givoni Se muestra a continuacin la carta o baco bioclimtico de Givoni en la que se destaca la zona de confort con sus lmites de humedad absoluta y temperatura. Junto a ello, en la carta se observan otras zonas, las que se asocian a ciertas estrategias arquitectnicas para el diseo preliminar de un edificio, segn si la temperatura y humedad exterior de una cierta localidad se ubique parcial o totalmente dentro de los lmites de estas zonas. La Figura 3.5.4.A muestra la carta bioclimtica de Givoni correspondiente a la ciudad de Punta Arenas, ubicada en la zona Sur Extremo de acuerdo a la zonificacin climtica habitacional de la Norma NCh 1079. En este baco se han graficado las temperaturas promedio mnimas y mximas con su respectiva humedad absoluta- de cuatro meses del ao.CARTA BIOCLIMATICA DE GIVONI PUNTA ARENASConfort verano 25 Humedad Absoluta (gr/kg aire seco) Confort invierno Ventilacin 20 Inercia trmica E.C. Indirect 15 E.C. Direct Cal. Solar Pasivo Enero 5 Abril Julio 0 -5 0 5 10 15 20 25 30 35 Temperatura (C) Octubre

10

En primer lugar, se puede observar la carta sealada, que en los meses aqu representados existen bajas temperaturas. Ello - que es propio de zonas extremo sur del pas - hace recomendable el uso de aislacin trmica en los edificios en la ciudad de Punta Arenas y en otras como Coihayque que pertenecen a esta misma zona. De acuerdo a lo que se deduce del baco o carta bioclimtica de Givoni, no ser posible en el caso de Punta Arenas, alcanzar el confort en el ambiente interior de edificios pblicos a travs de mtodos pasivos de calentamiento solar, en todos los meses fros del ao. Sin embargo, la radiacin solar disponible, aunque baja, en esta ciudad y en Tomo 8 Cap 3 44Anlisis de Variables que Influyen en el Ahorro de Energa y en la Calidad Ambiental de los Edificios Pblicos

FIGURA 3.5.4.A CARTA BIOCLIMTICA DE GIVONI. PUNTA ARENAS

general en la zona Sur Extremo, permitir aportar parte de la energa necesaria para alcanzar el confort, haciendo disminuir la necesaria calefaccin en esta zona en gran parte del ao. Para ello se sugieren criterios de orientacin de elementos vidriados, especialmente en orientacin norte, aunque la orientacin oriente y poniente tambin aportarn con importante energa para el confort. Dadas las bajas temperaturas que se da en esta ciudad y en general en la zona climtica Sur Extremo, es necesario que los edificios se protejan fuertemente de este ambiente exterior. Ello implica el uso de elementos de la envolvente de alta calidad trmica, siendo recomendable el uso de aislacin trmica en cielo y muros. En cuanto a ventanas, stas deben ser con vidriado doble (termopanel) y de alta hermeticidad al paso del aire, especialmente pues tal como se ver, Punta Arenas es una ciudad caracterizada por fuertes vientos. 3.5.5. Variacin anual de la temperatura El grfico siguiente muestra la variacin de la temperatura a lo largo del ao en la ciudad de Punta Arenas (Figura 3.5.5.A). Se observa en este grfico que a lo largo de todo el ao se dan bajas temperaturas, lo que obliga a que los edificios presenten una buena calidad trmica desde el punto de vista de las prdidas de calor. En el caso de invierno y tal como se ha indicado, las bajas temperaturas obligan a instalar aislacin trmica en muros y techumbre y a disminuir al mximo las infiltraciones de aire a travs de puertas y ventanas, especialmente en el caso de edificios de uso nocturno en que los usuarios estn expuestos a estas bajas temperaturas.


45

PUNTA ARENASVariacin anual de la temperatura

30 25 20 15 10 5 0 -5 -10R E B N P JU L AG O AR AY T V EN FE SE AB JU M M O N DI C C O

Temperatura (C)

T. M. MAX. T. M. MIN. T. MED. T. EXT. MAX. T. EXT. MIN.

FIGURA 3.5.5.A. VARIACIN ANUAL DE LA TEMPERATURA EN PUNTA ARENAS

3.5.6. Estadsticas de viento Los grficos siguientes (Figuras 3.5.6.A. y 3.5.6.B.) corresponden a las rosas de viento de Enero y Julio para la ciudad de Punta Arenas. Se observa que en esta ciudad, en ambos meses la direccin predominante es W, luego del cual se ubican los vientos de direccin SW en enero y la NW en Julio. Las velocidades observadas son significativas alcanzando un promedio sobre los 20km/h, en ambas direcciones. Obsrvese que en Enero la velocidad de viento se ubica sobre los 30 km/h en direccin W y sobre este mismo valor en direccin SW. El porcentaje de calma es relativamente bajo en especial en este.


46

50 NW 40 30 20 10 W 0

N NE

Punta Arenas ( Enero) Calma: 2,2%

E

Porcentaje (%) Velocidad (km/h)

SW S

SE

FIGURA 3.5.6.A. ROSA DE VIENTO. MES DE ENERO PUNTA ARENAS.

50 NW 40 30 20 10 W 0

N NE

Punta Arenas (Julio) Calma: 9,6%

EPorcentaje (%) Velocidad (km/h)

SW S

SE

FIGURA 3.5.6.B. ROSA DE VIENTO. MES DE JULIO. PUNTA ARENAS.

Las altas velocidades de viento que se da en esta ciudad confirman la recomendacin ya indicada y que se refiere a la necesidad de proteger las aberturas de las infiltraciones de aire. Ello har disminuir significativamente el consumo de energa para calefaccin.


47

3.5.7. Riesgo de condensacin en muros y techos En perodos de invierno existen riesgos que se produzcan condensaciones tanto en la superficie interior de elementos de la envolvente como tambin en los intersticios de estos mismos. La posible existencia de ambos fenmenos puede ser analizada en forma simultnea a travs de la comparacin de la curva de presin de vapor de saturacin con la de presin de vapor parcial, correspondiente a aquel que difunde a travs del elemento de la envolvente (Presin Parcial de Vapor que en las figuras que se presentarn ms adelante se denomina P.V.Dif). En forma separada, puede analizarse el riego de condensacin en la superficie interior de un muro, teniendo en consideracin la temperatura que adquiere esta superficie y comparndola con la temperatura de roco que corresponda a las condiciones de humedad relativa y temperatura del ambiente de un recinto. Condensacin superficial El grfico siguiente (Figura 3.5.7.A.) muestra un resumen del clculo de temperaturas superficiales en diferentes tipos de muros considerando una temperatura interior de 18 C y una humedad relativa variable entre 80% y un 75 %. (En el grfico, Troc. indica temperatura de roco). Los clculos se han hecho suponiendo una temperatura exterior que corresponde a la media mnima para Punta Arenas en los meses analizados. Al observar que la temperatura superficial est por bajo la temperatura de roco correspondiente, se concluye de la grfica que todos los tipos de muros que no poseen aislacin trmica, presentarn problemas de condensacin superficial interior cuando stos formen parte de la envolvente del edificio y al interior de los recintos exista una temperatura de 18 C y una humedad relativa de 75%. Si la temperatura interior aumenta y a la misma humedad relativa de 75%m el riesgo de condensacin ser mayor aun. Si se disminuye la humedad relativa a un 60%, el riesgo de condensacin desaparece en muros de ladrillo pero siguen existiendo muros de hormign armado de 200 mm de espesor (HA 200 mm) y de bloque de mortero de cemento (Bloque M.C.), como tambin en ventanas de vidriado simple. Cabe indicar que esta humedad relativa no es fcil de conseguir en el interior de los edificios en esta zona, debido a la humedad ambiente en perodo de invierno y la generacin de vapor de agua por las actividades que se desarrollan en los recintos.


48

Riesgos de Condensacin Superficial Punta Arenas20 18 16 14 Temperatura (C) 12 10 8 6 4 2 0 -2A br M ay JunM eses

T.INTERIOR Troc;18C/80HR Troc;18C/75HR T.MED.M IN. EXT Lad. H.Mquina HA 200 m m Bloque M.C. Vidriado Sencillo P. Mad.c/AT 50 mm

Jul

A go

Sep

HA 150 c/AT 20 mm

FIGURA 3.5.7.A. PUNTA ARENAS. RIESGO DE CONDENSACIN SUPERFICIAL EN ELEMENTOS VERTICALES DE LA ENVOLVENTE.

Del anlisis anterior se desprende que para esta zona es recomendable el uso de aislacin trmica en muros, tratando de evitar la presencia de puentes trmicos, donde el fenmeno de condensacin puede aparecer. Especial mencin debe hacerse en el caso de la albailera de ladrillo, tanto del tipo hecho a mquina hueco y macizo, como el de tipo artesanal. En ambos casos y con ausencia de aislacin trmica, en la zona del mortero de pega y debido a la transmitancia de este ltimo material - de mayor valor que el del ladrillo propiamente tal - se presenta aqu un puente trmico, el que al ser analizado desde el punto de vista de riesgos de condensacin superficial para el caso de Punta Arenas, el fenmeno puede hacerse ms frecuente que en el propio ladrillo. El mismo problema aparecer en cadenas o pilares de hormign armado. h Condensacin intersticial En este caso se ha adoptado el mtodo de anlisis utilizado por la normativa chilena aparecido en la Norma NCh 1980 Of 88 (INN 1988) Acondicionamiento trmico. Determinacin de la ocurrencia de condensacin intersticial. 49


Las Figuras siguientes muestran la variacin de la presin de vapor de saturacin en diferentes tipos de muros, en los que adems se grfica la curva de presin de vapor parcial del vapor que difunde a travs de cada uno de ellos (PV Dif). La primera curva depende de las cualidades trmicas del muro y de cada uno de sus componentes. Ello pues la curva de presin de vapor de saturacin depende de la variacin de la temperatura que se da en su interior, cuestin que est directamente relacionada con la transmitancia trmica del muro y con la resistencia trmica de cada uno de sus componentes. La curva de presin de vapor parcial por difusin depende de la resistencia al paso de vapor a travs del muro en su conjunto como por cada una de sus partes. Ello hace que esta curva se relacione directamente con la propiedad de los materiales que conforman el muro en lo que respecta a la resistencia a la difusin al paso de vapor a travs de cada uno de ellos. El anlisis se ha hecho con una temperatura interior de 20C (situacin ms desfavorable que considerar 18C) y una humedad relativa interior de 75%. Las condiciones exteriores corresponden a 1.1C y 81% de humedad relativa para Punta Arenas. Se observa que en un muro de hormign de 200 mm de espesor, con estuco por ambos lados, presenta problemas de condensacin intersticial y a la vez en su superficie interior. Ello se desprende del hecho que la curva de presin de vapor por difusin de vapor (P.V. Dif) supera a la de presin de vapor de saturacin (P.V.Sat), lo que indica la presencia de condensacin del vapor de agua que difunde a travs del muro. ( Ver Fig. 3.5.7.B.) Se observa adems que para efectos de resolver estos problemas se ha supuesto la instalacin de aislacin trmica en el muro, en dos posiciones posibles: por el exterior o por el interior del recinto. La instalacin de aislacin trmica (equivalente a lana mineral de 50 mm) por el interior del recinto no resuelve totalmente el problema (Ver Fig. 3.5.7.C.) Si bien elimina la condensacin superficial, no lo hace con la condensacin intersticial. Ello pues el hormign armado sigue estando hacia el exterior y por tanto a bajas temperaturas, lo que hace que el vapor que difunde a travs de l pueda condensarse al encontrarse con estas bajas temperaturas. De este modo, la presin de vapor de saturacin a la cual condensa el vapor de agua, sigue estando en valores bajos comparados con la situacin en que el muro no posee aislacin.


50

Punta Arenas

25 25 Temperatura Exterior = -1,1 C Humedad Relat. Ext.= 81 %

200 Temp. Interior = 20 C Humedad Rel. Int.= 75 % .1624 1754 2335 1754

1431

Condensacin Superficial Condensacin Intersticial Mortero de Cemento Hormign Armado

P.V.SAT. (Pa) P.V.DIF. (Pa)559 453

773 712 453 583

1327

Mortero de Cemento

FIGURA 3.5.7.B. MURO DE HORMIGN ARMADO, SIN AISLACIN TRMICA

Punta Arenas

200

50 Temp. Interior= 20 C Humedad Rel. Int. = 75 %

Temperatura Exterior = -1.1 C Humedad Relat. Ext.= 81%

233 1996 2108 1754 1028 1689 175

P.V.SAT. (Pa)592 559 453 453 672

Condensacin Intersticial Placa de yeso cartn Lana mineral Hormign Armado FIGURA 3.5.7.C. MURO DE HORMIGN ARMADO CON AISLACIN TRMICA INTERIOR, SIN BARRERAS DE VAPOR.


51

Para efectos de eliminar el riesgo de condensacin intersticial, la aislacin trmica (la cual hizo desaparecer el riesgo de condensacin superficial en el muro, al aumentar la temperatura en este lado de l) debe acompaarse con una barrera de vapor o elemento de alta resistencia al paso de vapor, que en este caso corresponde a una lmina de polietileno de 0.05mm de espesor. Ella se debe ubicar lo ms al interior del muro posible, antes de la zona en que se inicie el riesgo de condensacin intersticial

Manual Diseno Ahorro Energia Sur Extremo

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