Propuesta de prototipo de vivienda passivhaus en Perú con el uso de materiales de bajo impacto ambiental
Abstract
El sector de la construcción es uno de los principales contribuyentes del cambio climático, considerado el mayor productor de CO2 a nivel mundial y uno de los principales consumidores de energía, el cual genera problemas de contaminación ambiental y de calentamiento global por el alto porcentaje de emisiones de carbono. Ante este panorama las viviendas pasivas son una respuesta a esta problemática y una construcción sostenible del futuro que mediante el Estándar Passivhaus pretende acortar brechas entre la construcción y la eficiencia energética en los edificios. El concepto Passivhaus va más allá de una ideología, tiene una labor con el desarrollo humado y estabilidad ambiental, que mediante su aplicación se puede llegar a mitigar el cambio climático y el consumo de energía en edificaciones, ya que impartiendo el modelo de consumo casi nulo fomenta la conservación de la energía a través de la eficiencia energética y contribuye a lograr muchos de los objetivos de desarrollo sostenible (ODS) propuestos hacia el 2030. Esto conlleva desarrollar un modelo de vivienda prototipo para una Estación Biológica situada en una zona de amortiguamiento del Parque Nacional del Manú en Perú, donde se utilice materiales de bajo impacto ambiental, enmarcado en una construcción sostenible, responsable con el medio ambiente y con un compromiso integral de generar confort térmico y salubridad a los usuarios (investigadores). La propuesta es verificada en el software de cálculo Passive House Planning Package (PHPP) con datos cuantitativos, que permite la interpretación de resultados energéticos y de esta forma comprobar si cumple con criterios mínimos para una certificación Passivhaus.
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U N I V E R S I T A T P O L I T È C N I C A DE C A T A L U N Y A B A R C E L O N A T E C H ESCUELA POLITÉCNICA SUPERIOR DE EDIFICACIÓN DE BARCELONA MÁSTER UNIVERSITARIO EN CONSTRUCCIÓN AVANZADA EN LA EDIFICACIÓN “PROPUESTA DE PROTOTIPO DE VIVIENDA PASSIVHAUS EN PERÚ CON EL USO DE MATERIALES DE BAJO IMPACTO AMBIENTAL” TRABAJO DE FIN DE MÁSTER Autor: ARQ. ROBERT BRESNNER ABARCA CASÓS Tutora: DRA. MONTSERRAT BOSCH GONZALEZ BARCELONA, 2023 E P S E B
El presente trabajo de investigación de Master ha sido financiado por el Ministerio de Educación del Perú por medio del Programa Nacional de Becas y Crédito Educativo (PRONABEC) a través de la Beca Generación del Bicentenario otorgada mediante la Resolución Jefatural N° 759-2021-MINEDU/VMGI-PRONABEC-OBE.
Autor: Robert Bresnner Abarca Casós MÀSTER UNIVERSITARI EN CONSTRUCCIÓ AVANÇADA A L'EDIFICACIÓ PROPUESTA DE PROTOTIPO DE VIVIENDA PASSIVHAUS EN PERÚ CON EL USO DE MATERIALES DE BAJO IMPACTO AMBIENTAL BARCELO NA , ABR IL 2 023 DEDICATORIA Quiero agradecer a Dios por mostrarme este hermoso camino de superación personal y profesional. A mi querido Perú Que mediante el Programa Nacional de Becas y Crédito Educativo fomenta y permite el crecimiento intelectual de los peruanos y de esta forma mejorar como sociedad; fueron una de mis mejores épocas de crecimiento no solo en el aspecto intelectual sino personal. A mi Asesora Mis mayores consideraciones a la profesora Montserrat Bosch por su aporte invaluable, el tiempo brindado y el compromiso con este tema de investigación. A mi Familia Por su apoyo incondicional y enseñarme que en esta vida no hay límites, en especial a mi Madre, Padre y Hermana (Sthefany) por ayudarme a crecer, brindarme las herramientas para salir adelante a pesar de la adversidad. A mis Amigos del Master y Pronabec. Por coincidir en esta hermosa ciudad y en este tiempo, los aprecio bastante. Finalmente agradezco a cada persona que me apoyo a iniciar este camino de crecimiento; sin duda fue una de mis mejores experiencias estar en este hermoso lugar, siempre los llevare presentes en un espacio de mi corazón. R O B E R T B R E S N N E R A B A R C A C A S Ó S
Autor: Robert Bresnner Abarca Casós MÀSTER UNIVERSITARI EN CONSTRUCCIÓ AVANÇADA A L'EDIFICACIÓ PROPUESTA DE PROTOTIPO DE VIVIENDA PASSIVHAUS EN PERÚ CON EL USO DE MATERIALES DE BAJO IMPACTO AMBIENTAL RESUMEN El sector de la construcción es uno de los principales contribuyentes del cambio climático, considerado el mayor productor de CO2 a nivel mundial y uno de los principales consumidores de energía, el cual genera problemas de contaminación ambiental y de calentamiento global por el alto porcentaje de emisiones de carbono. Ante este panorama las viviendas pasivas son una respuesta a esta problemática y una construcción sostenible del futuro que mediante el Estándar Passivhaus pretende acortar brechas entre la construcción y la eficiencia energética en los edificios. El concepto Passivhaus va más allá de una ideología, tiene una labor con el desarrollo humado y estabilidad ambiental, que mediante su aplicación se puede llegar a mitigar el cambio climático y el consumo de energía en edificaciones, ya que impartiendo el modelo de consumo casi nulo fomenta la conservación de la energía a través de la eficiencia energética y contribuye a lograr muchos de los objetivos de desarrollo sostenible (ODS) propuestos hacia el 2030. Esto conlleva desarrollar un modelo de vivienda prototipo para una Estación Biológica situada en una zona de amortiguamiento del Parque Nacional del Manú en Perú, donde se utilice materiales de bajo impacto ambiental, enmarcado en una construcción sostenible, responsable con el medio ambiente y con un compromiso integral de generar confort térmico y salubridad a los usuarios (investigadores). La propuesta es verificada en el software de cálculo Passive House Planning Package (PHPP) con datos cuantitativos, que permite la interpretación de resultados energéticos y de esta forma comprobar si cumple con criterios mínimos para una certificación Passivhaus. PALABRAS CLAVE Arquitectura Sustentable, Sostenibilidad, Edificio de consumo casi nulo, Eficiencia Energética, Descarbonización de edificios, Materiales Naturales ABSTRACT The construction sector is one of the main contributors to climate change, considered the largest producer of CO2 worldwide and one of the main consumers of energy, which generates problems of environmental pollution and global warming due to the high percentage of emissions carbon. Given this outlook, passive houses are a response to this problem and a sustainable construction of the future that, through the Passivhaus Standard, aims to bridge the gap between construction and energy efficiency in buildings. The Passivhaus concept goes beyond an ideology, it has a job with human development and environmental stability, which through its application can mitigate climate change and energy consumption in buildings, since by imparting the almost zero consumption model promotes energy conservation through energy efficiency and contributes to achieving many of the sustainable development goals (SDGs) proposed with a look towards 2030. This entails developing a prototype housing model for a Biological Station located in a buffer zone of the Manú National Park in Peru, where materials with low environmental impact are used, framed in a sustainable construction, responsible with the environment and with a commitment to generate thermal comfort and health for users (researchers). The proposal is verified in the Passive House Planning Package (PHPP) calculation software with quantitative data, which allows the interpretation of energy results and thus checks if it meets the minimum criteria for a Passivhaus certification. KEYWORDS Sustainable Architecture, Sustainability, nearly zero consumption building, Energy Efficiency, Decarbonization of buildings, Natural Materials
Autor: Robert Bresnner Abarca Casós MÀSTER UNIVERSITARI EN CONSTRUCCIÓ AVANÇADA A L'EDIFICACIÓ PROPUESTA DE PROTOTIPO DE VIVIENDA PASSIVHAUS EN PERÚ CON EL USO DE MATERIALES DE BAJO IMPACTO AMBIENTAL INDICE 1. INTRODUCCIÓN 15 2. GENERALIDADES 16 2.1 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA 16 2.2 MOTIVACIÓN DEL ESTUDIO 17 2.3 OBJETIVOS 18 2.3.1 OBJETIVO GENERAL 18 2.3.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS 18 2.4 METODOLOGIA DE TRABAJO 18 3. PARTE I 20 3.1 ESTANDAR PASSIVHAUS 20 3.1.1 ARQUITECTURA PASIVA 20 3.1.2 ESTÁNDAR PASSIVHAUS 21 3.1.3 PASSIVHAUS INSTITUT 21 3.1.3.1 GENERALIDADES 21 3.1.3.2 HERRAMIENTA PHPP 22 3.2 CAMINO HACIA UNA CERTIFICACIÓN PASSIVHAUS 22 3.2.1 CRITERIOS PASIVOS HACIA UNA CERTIFICACIÓN 22 3.2.1.1 ORIENTACIÓN 22 3.2.1.2 COMPACIDAD 23 3.2.1.3 PROTECCIÓN SOLAR 23 3.2.1.4 AISLAMIENTO TÉRMICO 24 3.2.1.5 INERCIA TÉRMICA 24 3.2.1.6 PUENTES TÉRMICOS 25 3.2.1.7 HERMETICIDAD Y ESTANQUEIDAD AL PASO DEL AIRE 25 3.2.1.8 VENTILACIÓN MECÁNICA CONTROLADA 25 3.2.2 CRITERIOS DE CERTIFICACIÓN CLIMA MEDITERRÁNEO 26 3.2.3 TIPOS DE CERTIFICACIÓN PASSIVHAUS 27 3.2.3.1 CERTIFICACIÓN PASSIVHAUS – OBRA NUEVA 27 3.2.3.2 CERTIFICACIÓN PASSIVHAUS – REHABILITACIÓN 27 3.3 CRONOLOGIA DEL ESTANDAR PASSIVHAUS 28 3.3.1 ACONTECIMIENTOS TRASCEDENTALES DEL ESTANDAR PASSIVHAUS 28
Autor: Robert Bresnner Abarca Casós MÀSTER UNIVERSITARI EN CONSTRUCCIÓ AVANÇADA A L'EDIFICACIÓ PROPUESTA DE PROTOTIPO DE VIVIENDA PASSIVHAUS EN PERÚ CON EL USO DE MATERIALES DE BAJO IMPACTO AMBIENTAL 4. PARTE II 30 4.1 ÁREA DE INTERVENCIÓN DE LA PROPUESTA PASSIVHAUS 30 4.1.1 ESTADO ACTUAL DE LA CONSTRUCCIÓN EN PARQUE NACIONAL DEL MANU 31 4.1.2 CARACTERISTICAS CONSTRUCTIVAS EN AREAS NATURALES PROTEGIDAS PNM 32 4.1.2.1 TÉCNICAS Y MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN EN ÁREAS NATURALES 32 4.2 CONTEXTUALIZACIÓN DEL USUARIO 34 4.2.1 CARACTERÍSTICAS Y PERFIL DEL INVESTIGADOR 34 4.3 ESTADO DEL ARTE DE VIVIENDAS PASSIVHAUS 35 4.3.1 ARQUETIPOS PASSIVHAUS A NIVEL MUNDIAL 35 4.3.2 CASA PASIVA BUNYESC – LLEIDA CATALUÑA 37 4.3.3 VIVIENDA UNIFAMILIAR – REINO UNIDO 38 4.3.4 ECO HUB - LEARNLIFE – CASTELLDEFELS 39 4.4 MATERIALES DE BAJO IMPACTO AMBIENTAL COMO ELEMENTO CLAVE EN VIVIENDAS PASIVAS 40 4.4.1 TIERRA 41 4.4.1.1 CARACTERÍSTICAS 41 4.4.1.2 TÉCNICAS CONSTRUCTIVAS EN TIERRA 41 4.4.1.3 PROPIEDADES Y CUALIDADES DE UNA CONSTRUCCIÓN EN TIERRA 41 4.4.2 MADERA 43 4.4.2.1 CARACTERÍSTICAS 43 4.4.2.2 SISTEMAS CONSTRUCTIVAS EN MADERA 43 4.4.2.3 PROPIEDADES Y CUALIDADES DE UNA CONSTRUCCION EN MADERA 44 5. PARTE III 46 5.1 PROPUESTA DE PROTOTIPO PASSSIVHAUS CLIMA HUMEDO - FRIO 46 5.1.1 EMPLAZAMIENTO 46 5.1.1.1 LUGAR 46 5.1.1.2 ASPECTOS AMBIENTALES – ANALISÍS CLIMATICO 47 5.1.2 DESCRIPCCIÓN ARQUITECTÓNICA 50 5.1.2.1 CONCEPTUALIZACIÓN ARQUITECTÓNICA 50 5.1.2.2 PROGRAMA ARQUITECTÓNICO 50 5.1.2.3 PLANTEMIENTO ARQUITECTÓNICO 51 5.1.2.4 PLANIMETRÍA 53 5.1.2.5 ESTUDIO DE ASOLEAMIENTO 54 5.2 ANÁLISIS DE DATOS 55 5.2.1 MODELADO Y SIMULACIÓN PHPP 55
Autor: Robert Bresnner Abarca Casós MÀSTER UNIVERSITARI EN CONSTRUCCIÓ AVANÇADA A L'EDIFICACIÓ PROPUESTA DE PROTOTIPO DE VIVIENDA PASSIVHAUS EN PERÚ CON EL USO DE MATERIALES DE BAJO IMPACTO AMBIENTAL 5.2.1.1 ESQUEMA SECUENCIA DE INTRODUCCIÓN DE DATOS PHPP 55 5.2.1.2 PROCEDIMIENTO DE INTRODUCCIÓN DE DATOS A EL SOFTWARE 55 5.2.2 INTERPRETACIÓN DE RESULTADOS 58 5.2.2.1 TOMA DE PARTIDA - RESULTADOS PRELIMINARES 58 5.2.2.2 DATA INCORPORADA AL PROGRAMA PHPP 59 5.2.2.3 ANÁLISIS ENERGÉTICO 65 5.2.2.4 SISTEMAS DE CLIMATIZACIÓN EFICIENTES EN LA VIVIENDA 66 5.2.2.5 FICHA TÉCNICA PROPUESTA DE PROTOTIPO DE VIVIENDA PASSIVHAUS EN PERÚ 69 5.2.2.6 COMPARATIVA DE COSTOS VIVIENDA TRADICIONAL VS VIVIENDA PASIVA EN PERÚ 70 5.2.2.7 AMORTIZACIÓN DE COSTOS 72 5.2.2.8 EVALUACIÓN DE IMPACTO AMBIENTAL, SOCIAL Y ECONÓMICO 73 6. CONCLUSIONES 75 7. BIBLIOGRAFÍA 76 8. ANEXOS 78 8.1 ANEXO I – PLANOS PROPUESTA PROTOTIPO DE VIVIENDA PASSIVHAUS 78 8.2 ANEXO II – RESULTADO DE PROGRAMA PHPP 92 8.3 ANEXO III – DONDUCTIVIDAD TÉRMICA DE CARRIZO 102 8.4 ANEXO IV – CÁLCULO DE PUENTES TÉRMICOS 103 8.5 ANEXO V - PRESUPUESTO 106 8.5.1 PRESUPUESTO VIVIENDA TRADICIONAL EN PERÚ 106 8.5.2 PRESUPUESTO VIVIENDA PASSIVHAUS EN PERÚ 106 8.6 ANEXO VI - FICHAS TÉCNICAS 108 8.6.1 FICHA TÉCNICA – AGLOMERADO DE PAJA 108 8.6.2 FICHAS TECNICAS – CUBIERTA VEGETAL 108 8.6.3 FICHA TÉCNICA – FIELTRO DE LANA DE ROCA 109 8.6.4 FICHAS TECNICAS – LANA DE OVEJA 109 8.6.5 FICHA TÉCNICA – VRIDRIO TRIPLE 110
Autor: Robert Bresnner Abarca Casós MÀSTER UNIVERSITARI EN CONSTRUCCIÓ AVANÇADA A L'EDIFICACIÓ PROPUESTA DE PROTOTIPO DE VIVIENDA PASSIVHAUS EN PERÚ CON EL USO DE MATERIALES DE BAJO IMPACTO AMBIENTAL ÍNDICE DE F I G U RA S FIGURA 1. PASSIVHAUS Y SU APORTE A LOS OBJETIVOS DE DESARROLLO SOSTENIBLE 16 FIGURA 2. CASA HERBERT JACOBS II – CORTE FUGADO 20 FIGURA 3. PRIMERA CASA PASIVA CONSTRUIDA EN DARMSTADT, ALEMANIA 21 FIGURA 4. ORIENTACIÓN DE FACHADA 22 FIGURA 5. EJEMPLOS DE ÍNDICE DE COMPACIDAD 23 FIGURA 6. AISLAMIENTO DE FACHADA EXTERIOR 24 FIGURA 7. TIPOS DE PUENTE TÉRMICO 25 FIGURA 8. VENTILACIÓN MECÁNICA CONTROLADA CON UN RECUPERADOR DE CALOR 26 FIGURA 9. VALORES MÁXIMOS DE DEMANDA PER Y MÍNIMOS DE GENERACIÓN RENOVABLE 27 FIGURA 10. TIPOS DE CERTIFICACIÓN PASSIVHAUS 27 FIGURA 11. MAPA DEL PERÚ – REGIONES NATURALES – PARQUE NACIONAL DEL MANU 30 FIGURA 12. ESTACIONES BIOLÓGICAS MAS GRANDES DEL PERÚ - PNM 31 FIGURA 13. 04 ESTACIONES BIOLÓGICAS MAS GRANDES DEL PERÚ 31 FIGURA 14. VIVIENDAS DE ESTACIÓN BIOLÓGICA WAYQECHA – DELIMITACIÓN 32 FIGURA 15. PLANO DE ESTADO ACTUAL ESTACIÓN BIOLÓGICA COCHA CASHU 33
Autor: Robert Bresnner Abarca Casós MÀSTER UNIVERSITARI EN CONSTRUCCIÓ AVANÇADA A L'EDIFICACIÓ PROPUESTA DE PROTOTIPO DE VIVIENDA PASSIVHAUS EN PERÚ CON EL USO DE MATERIALES DE BAJO IMPACTO AMBIENTAL FIGURA 16. VIVIENDAS DE ESTACIÓN BIOLÓGICA WAYQECHA – DELIMITACIÓN 33 FIGURA 17. ARRIBOS AL PNM POR PROCEDENCIA 34 FIGURA 18. VIVIENDAS PASIVAS CON MATERIALES DE BAJO IMPACTO AMBIENTAL 35 FIGURA 19. ARQUETIPO ESPAÑA – CASA ADOSADA 37 FIGURA 20. ARQUETIPO REINO UNIDO – VIVIENDA UNIFAMILIAR 38 FIGURA 21. ARQUETIPO ESPAÑA – ESCUELA CAMPUS UNIVERSIDAD 39 FIGURA 22. COMPORTAMIENTO DE MATERIASLES - CONDUCTIVIDAD TERMICA VS HUELLA DE CO2 40 FIGURA 23. COMPORTAMIENTO DE MATERIASLES – CONTENIDO EN ENERGIA VS HUELLA DE CO2 40 FIGURA 24. CARBONO INCORPORADO EN DIFERENTES MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN 41 FIGURA 25. SISTEMA POSTE VIGA 43 FIGURA 26. GRÁFICA DE TEMPERATURA MENSUALES 47 FIGURA 27. GRÁFICA CONFORT VS TEMPERATURA 47 FIGURA 28. GRÁFICA LINEAL TEMPERATURA MEDIA Y TEMPERATURA ALTA Y BAJA 47 FIGURA 29. GRÁFICA DE VIENTOS POR MESES (M/S) 48 FIGURA 30. DURACIÓN DE INSOLACION – RADIACIÓN GLOBAL DIARIA 48 FIGURA 31. GRÁFICA DE VIETOS POR DIAS – ROSA DE VIENTOS 48
16 Autor: Robert Bresnner Abarca Casós MÀSTER UNIVERSITARI EN CONSTRUCCIÓ AVANÇADA A L'EDIFICACIÓ PROPUESTA DE PROTOTIPO DE VIVIENDA PASSIVHAUS EN PERÚ CON EL USO DE MATERIALES DE BAJO IMPACTO AMBIENTAL 2. G E N E R A L I D A D E S 2 . 1 P L A N T E A M I E N T O D E L P R O B L E M A El sector de la construcción es uno de mayores consumidores de energía tanto para la obtención y procesamiento de materiales, como para la climatización en espacios interiores; en el año 2004 los edificios agotaron el 37% de la energía mundial y se estima que para el año 2030 podría superar el 42% (Ballarini & Corrado, 2009); además se considera que esta industria en sus diferentes fases tanto para su fabricación, construcción y transporte de materiales contamina con más del 50% de producción de CO2 a nivel mundial. Esta problemática está siendo recurrente y no presenta resultados favorables a pesar que fue abordada en cumbres internacionales como la Agenda 21 (programa de acción para el desarrollo sostenible global en 1992) o la cumbre de Copenhague (conferencia internacional realizada en el año 2009, con la finalidad de fijar un límite máximo para el incremento de temperatura media global de 2°C). En la actualidad se están desarrollando leyes que permitan reducir las emisiones de CO2 y de esta forma encontrar soluciones reales y tangibles que estén enmarcadas dentro de la sostenibilidad. De igual forma países como España vienen implementando bajo el Proyecto de “Ley de Cambio Climático y Transición Energética – Ley 7/2021” normativas para el consumo de Energía Casi Nulo en edificios. Dentro de este particular la Conferencia de la Naciones Unidas sobre el Cambio Climático (COP22) realizado en Marrakech en el año 2016, destacó la importancia de implementar el estándar Passivhaus como primera medida para mitigar el cambio climático y el consumo de energía en edificaciones mediante “el modelo de construcción de consumo casi nulo más extendido y contrastado a nivel mundial, que permite un ahorro energético de hasta el 90%”(Pons, 2019). En este marco la filosofía del estándar Passivhaus es uno de los estándares más completos y exigentes del mundo sobre eficiencia energética y sus pilares fundamentales para conseguir esta certificación contribuyen a lograr muchos de los objetivos de desarrollo sostenible (ODS) propuestos hacia el 2030 para erradicar aspectos económicos, sociales y ambientales a nivel mundial. En el siguiente esquema se detalla la influencia del estándar Passivhaus frente al cambio climático (Ver Figura 1). FIGURA 1. PASSIVHAUS Y SU APORTE A LOS OBJETIVOS DE DESARROLLO SOSTENIBLE Fuente: Organización de las Naciones Unidas [ONU], 2020 Fuente: Elaboración propia, 2022 Fin de la Pobreza ODS POSTURAS PASSIVHAUS • Lucha contra la pobreza energética y promoviendo la rehabilitación de vivienda social. • Implementa un sistema mecánico que provea aire limpio e higiene en los ambientes. • El estándar promueve una mejor educación medioambiental a nivel académico y profesional. • Las viviendas pasivas tienen un consumo energético hasta un 90% inferior al de una casa convencional. • El sector genera nuevos puestos de trabajo y nuevas demandas en torno al cumplimiento del estándar. • La construcción de casas pasivas fomenta la utilización de energías renovables y contribuye a la industrialización sostenible. • La apuesta Passivhaus promueve ciudades resilientes y poco contaminantes. • Promueve utilizar materiales de bajo impacto ambiental. Además, la certificación EnerPhit promueven el aprovechamiento de los materiales preexistentes. • Passivhaus fomenta realizar edificios más sostenibles, intentando reducir las emisiones de CO2. • La certificación Passivhaus es compatible para complementarla con otros sellos de evaluación ambiental. ODS #1 Salud y Bienestar ODS #3 Educación de Calidad ODS #4 Energía asequible y no contaminante ODS #7 ODS #8 Industria, innovación e infraestructura ODS #9 Industria, innovación e infraestructura. ODS #11 Producción y consumo responsables ODS #12 Acción por el clima ODS #13 Alianzas para lograr los objetivos ODS #17 Trabajo decente y crecimiento económico
17 Autor: Robert Bresnner Abarca Casós MÀSTER UNIVERSITARI EN CONSTRUCCIÓ AVANÇADA A L'EDIFICACIÓ PROPUESTA DE PROTOTIPO DE VIVIENDA PASSIVHAUS EN PERÚ CON EL USO DE MATERIALES DE BAJO IMPACTO AMBIENTAL América Latina no es ajena a esta problemática y viene implementando edificaciones con estas características; aunque, según la base de datos PHI solo existen cuatro edificios certificados ubicados en Argentina, Brasil y Chile (Passivhaus Institute, 2023). “No es más eficiente el que usa más energías renovables, sino el que menos energía necesita” (Monreal, 2020) En la actualidad Perú no cuenta con ninguna tipología de vivienda certificada por el Instituto Passivhaus, pero está implementando estrategias para llegar a una construcción sostenible desde diferentes ángulos, dentro de ellas destacan el Ministerio del Ambiente y Perú Green Building Council que promueven la construcción sostenible mediante la educación, la difusión y la promoción, con la finalidad de transformar el concepto de edificar y la forma en que las comunidades son diseñadas, construidas y operadas para hacer frente al Cambio Climático. Por ello es un reto expandir este estándar a otras condiciones socioeconómicas, naturales y culturales; aún más en sectores de amortiguamiento de áreas Naturales Protegidas que buscan la menor alteración del ecosistema. Este es el caso del Parque Nacional de Manu, ubicado en el sureste de Perú entre los departamentos de Madre de Dios y Cusco, considerado uno de los pliegues con mayor biodiversidad del mundo y una de las mayores reservas de biósfera del planeta: “contiene casi todos los ecosistemas, flora y fauna de la Amazonía peruana; 10% de las especies de aves del mundo; 5% de sus mamíferos; una vasta cantidad de peces, reptiles, anfibios e invertebrados” (SERNANP, 2014). Además, una gran variedad de recursos naturales y materia prima para la construcción. Por tal motivo surge la propuesta de implementar un prototipo de vivienda Passivhaus con materiales amigables con el medio ambiente para un usuario del sector de la investigación, teniendo en cuenta su vida útil y su menor huella de carbono, que presten servicios energéticos con alto grado de eficiencia energética, para contrarrestar las emisiones de CO2, incrementando el confort térmico en el interior y reducir sustancialmente el uso de energía; de esta forma marcar un hito en la construcción sostenible en esta localidad. 2 . 2 M O T I V A C I Ó N D E L E S T U D I O En la actualidad la construcción de estaciones biológicas (científicas) no presentan las condiciones que el usuario requiere y están realizadas con antiguas técnicas de construcción como la quincha (entramado de caña o bambú recubierta con barro), bloques de adobe, madera y bambú sin cumplir los estándares de calidad y un adecuado confort térmico; por otro lado también se aprecian estaciones de concreto armado (Hormigón armado) incrementando la contaminación, el aumento de CO2 a la atmósfera y el excesivo consumo de energía. Por ello surge la motivación de enfrentar un nuevo reto de emplear el estándar Passivhaus a esta tipología en particular “vivienda para una Estación Biológica”, de acuerdo a su realidad socioeconómica, ambiental y cultural. Utilizando materiales de bajo impacto ambiental empleando técnicas tradicionales que cumplan con estas exigencias y parámetros; de esta forma cuando el proyecto haya cumplido su ciclo de vida los materiales utilizados en su estructura o en los diferentes componentes podrán ser reutilizados.
18 Autor: Robert Bresnner Abarca Casós MÀSTER UNIVERSITARI EN CONSTRUCCIÓ AVANÇADA A L'EDIFICACIÓ PROPUESTA DE PROTOTIPO DE VIVIENDA PASSIVHAUS EN PERÚ CON EL USO DE MATERIALES DE BAJO IMPACTO AMBIENTAL 2 . 3 O B J E T I V O S 2 . 3 . 1 O B J E T I V O G E N E R A L • Desarrollar un modelo prototipo de vivienda para una Estación Biológica en Perú, en clima frío – húmedo con materiales de bajo impacto ambiental que cumplan con los estándares de certificación Passivhaus. 2 . 3 . 2 O B J E T I V O S E S P E C Í F I C O S • Estudiar y entender los sistemas, las características y las soluciones constructivas propias del territorio, de centros de investigación y estaciones biológicas. • Aprovechar y utilizar materiales locales conjuntamente con tecnología contemporánea, soluciones modernas e innovadoras para lograr una infraestructura acorde a las exigencias de eficiencia energética y confort en los espacios. • Garantizar y verificar el comportamiento del prototipo de vivienda bajo las herramientas del PHPP para cumplir los parámetros de la certificación Passivhaus. 2 . 4 M E T O D O L O G Í A D E T R A B A J O Este trabajo final de Máster pretende dar respuesta a como incorporar el estándar Passivhaus a economías en crecimiento, mediante el desarrollo de prototipo de vivienda para un usuario con vocación científica que desarrollan actividades de exploración y recolección de información, en zonas de amortiguamiento en Áreas Naturales Protegidas del Perú; con la utilización de materiales amigables con el ambiente y de acuerdo a las características climáticas y recursos constructivos del lugar, procurando el menor impacto; en este sentido, el documento se fragmenta en tres partes. La primera parte se desarrolla la conceptualización, principios y criterios del estándar Passivhaus; seguido de los principales sistemas constructivos tradicionales en Parques Naturales de Perú; para finalizar con la propuesta de prototipo de vivienda pasiva para clima frio – húmedo, donde busca determinar el ahorro energético que se podrían obtener implementando los criterios del estándar Passivhaus. Las tres etapas se plantean a través de la metodología de investigación Analítico – Sintético, donde la información se estudia de forma individual para luego estudiarlas de manera integral, desarrollando una constante retroalimentación entre las partes. Por otro lado para la redacción del documento fue clave la lectura del libro “De la casa pasiva al Estándar Passivhaus, la arquitectura pasiva en climas cálidos”, al igual que la visita al edificio Showpass, vivienda rehabilitada que muestra y difunde las soluciones de la casa pasiva con la optimización de recursos para mitigar el cambio climático; ambos realizados por el arquitecto Michael Wassouf, arquitecto pionero en la construcción pasiva en España.
3.1 ESTÁNDAR PASSIVHAUS 3.2 CAMINO HACIA UNA CERTIFICACIÓN PASSIVHAUS 3.3 CRONOLOGÍA DEL ESTÁNDAR PASSIVHAUS PARTE I
20 Autor: Robert Bresnner Abarca Casós MÀSTER UNIVERSITARI EN CONSTRUCCIÓ AVANÇADA A L'EDIFICACIÓ PROPUESTA DE PROTOTIPO DE VIVIENDA PASSIVHAUS EN PERÚ CON EL USO DE MATERIALES DE BAJO IMPACTO AMBIENTAL 3. P A R T E I 3 . 1 E S T A N D A R P A S S I V H A U S 3 . 1 . 1 A R Q U I T E C T U R A P A S I V A La arquitectura pasiva es un modo de concebir el diseño arquitectónico con la finalidad de buscar un bajo consumo de energía, planteada desde la antigüedad, siendo el “Megarón Griego” la primera edificación en conseguir más energía solar en invierno y mantener el confort en verano gracias a los voladizos en la entrada. Por otro lado la arquitectura pasiva tiene como premisa los aportes realizados por Frank Lloyd Wrigth en los años 40, tras concretar el diseño de la “Casa Herbert Jacobs II” en Middleton - EE.UU, una zona característica por sus fuertes inviernos y altas temperaturas. El diseño plasma las primeras estrategias con materiales del lugar para establecer confort en el interior, aprovechando el movimiento de tierras para formar un talud que sirva como protección de vientos y carga energética; en el interior se generaron espacios comunes y privados de doble altura como reguladores de temperatura (Ver Figura 2). FIGURA 2. CASA HERBERT JACOBS II – CORTE FUGADO Fuente: Sitios y Recursos (parte 1). Electrónica industrial, 2013 Con estas nuevas estrategias Frank Lloyd Wrigth buscó y desarrolló el camino para el diseño pasivo en viviendas, generando costo cero en gastos de aire acondicionado en verano y calefacción en invierno. Dentro de este marco, en los años 70′s Estados Unidos sufrió el incremento del costo energético por el embargo del petróleo (1973), tras este acontecimiento las posturas de innovación planteada por Frank Lloyd Wright tuvieron mayor consideración, dando origen a las premisas del estándar Passivhaus mediante sus casas Usonian. A finales de 1980 en Alemania comienza a surgir nuevos conceptos sobre casa pasiva, por la necesidad de hacer casas de bajo costo en climas agresivos de Europa Central. El físico Alemán Wolfgang Feist y el profesor Bo Adamson perfeccionaron los criterios de la casa pasiva planteadas por Frank Lloyd Wright, mejorando la eficiencia energética en las viviendas obteniendo una demanda de calefacción de 15 𝑘𝑖𝑙𝑜𝑣𝑎𝑡𝑖𝑜𝑠 − ℎ𝑜𝑟𝑎/𝑚2 𝑎ñ𝑜, de esta forma dar origen al término Passivhaus (Gutiérrez, 2021). Según Moreno-Ragel (2020) “Passivhaus o casas pasivas son edificios de bajo consumo energético en los que el diseño se basa en la calidad y el confort, por lo que se logran niveles aceptables de confort mediante el poscalentamiento o posenfriamiento del aire fresco”(p. 20). La calidad pasiva de un edificio se evalúa por la demanda de energía para calefacción y refrigeración; esta demanda se calcula sumando cuatro componentes energéticos: • Pérdidas a través de la envolvente térmica: Flujos energéticos entre el exterior e interior debido a la conducción, convección y radiación. • Pérdidas por ventilación a través de envolvente térmica: Flujos de energía debido a una diferencia de presión del aire. • Ganancias a través de Radiación solar: Ganancias solares o diferencia de temperatura superficial de la envolvente y la atmosfera exterior. • Ganancia de producción de calor interno: Calor generado por cuerpos humanos, iluminación y fuentes de calor interno (aparatos eléctricos). Estos cuatro componentes dependen de las estrategias pasivas de los edificios: Orientación, Compacidad, Protección Solar, Aislamiento Térmico, Inercia Térmica, Puentes Térmicos, Hermeticidad, Estanqueidad al paso del aire y Ventilación Mecánica Controlada.
21 Autor: Robert Bresnner Abarca Casós MÀSTER UNIVERSITARI EN CONSTRUCCIÓ AVANÇADA A L'EDIFICACIÓ PROPUESTA DE PROTOTIPO DE VIVIENDA PASSIVHAUS EN PERÚ CON EL USO DE MATERIALES DE BAJO IMPACTO AMBIENTAL 3 . 1 . 2 E S T Á N D A R P A S S I V H A U S El estándar Passivhaus es un tipo de construcción eficiente que tiene como pilares fundamentales la eficiencia energética, confort térmico, calidad de aire, la sostenibilidad y la reducción de consumo energético. Su enfoque se centra en el control de la demanda de calefacción y refrigeración en distintas tipologías arquitectónicas, debido a que “intenta conseguir un control energético mediante el desarrollo de los componentes pasivos de la arquitectura; por un lado, y con el apoyo de sistemas activos energéticamente eficientes” (Wassouf, 2014, p. 16) Dentro de sus principales criterios de confort, la temperatura en invierno debe superar los 21 °C y en verano debe ser inferior o igual a 25.5 °C, además que la diferencia entre la superficie interior de la envolvente térmica y la temperatura operativa del ambiente no debe ser superior a 4.2 °C (Cabrera, 2015), de acuerdo a esta premisa la filosofía del estándar Passivhaus busca suministrar la energía necesaria a través del aire; para tal efecto se debe utilizar todas las estrategias de la arquitectura pasiva para buscar una muy baja demanda de calefacción o refrigeración. “El estándar Passivhaus aborda la reducción de la demanda de energía y el confort térmico, a diferencia de otros estándares bajos en carbono que priorizan el diseño de eficiencia energética.” (Moreno-Rangel, 2020, p. 21) Otro factor importante es garantizar la higiene del aire, este parámetro se determina mediante el caudal de aire, que equivale a 0.3 renovaciones/hora, lo que significa que cada hora se renueva el 30% de aire de los ambientes. Dentro de este marco el estándar Passivhaus está diseñado para disminuir en un 70 a 75% la necesidad del consumo energético frente a construcciones de edificios tradicionales, mejorando la salud de los usuarios; ya que los edificios Passivhaus “se caracterizan por un aislamiento térmico muy alto, una hermeticidad al paso del aire muy elevada y una ventilación controlada con recuperación de calor.” (Wassouf, 2014, p. 31). Es por ello que implementar este tipo de estándar es tener un compromiso con el consumo de energía y la mitigación del cambio climático. 3 . 1 . 3 P A S S I V H A U S I N S T I T U T 3.1.3.1 GENERALIDADES El Passivhaus Institut (PHI) es un instituto de investigación independiente, encargado de certificar casas pasivas, el cual está ligado a un estándar de energía a nivel internacional, que ofrece un máximo confort con un mínimo consumo energético. En los años 90 en Darmstadt (Alemania) se desarrolló un prototipo de casa piloto que logró un consumo de calefacción por debajo de los 10 𝑘𝑊ℎ/𝑚2𝑎ñ𝑜 (Ver Figura 3). FIGURA 3. PRIMERA CASA PASIVA CONSTRUIDA EN DARMSTADT, ALEMANIA Fuente: El País, 2021 Por tal sentido en 1996 fue fundada Passivhaus Institut por el profesor “Wolfgang Feist” con el motivo de establecer los lineamientos del estándar, bajo criterios de la física de la construcción y la orientación técnica; desarrollando conceptos, componentes de construcción, herramientas de planificación y garantía de calidad para edificaciones especialmente eficientes enmarcados en el consumo energético.
22 Autor: Robert Bresnner Abarca Casós MÀSTER UNIVERSITARI EN CONSTRUCCIÓ AVANÇADA A L'EDIFICACIÓ PROPUESTA DE PROTOTIPO DE VIVIENDA PASSIVHAUS EN PERÚ CON EL USO DE MATERIALES DE BAJO IMPACTO AMBIENTAL 3.1.3.2 HERRAMIENTA PHPP El PHPP (Passive House Planning Package) es un programa de diseño para edificios pasivos desarrollado por Passive House Institute (PHI) en los años 90, con la finalidad de optimizar las estrategias en la fase de diseño, de este modo conseguir edificaciones de alta eficiencia energética. Como indica Wassouf (2014) “PHPP es una herramienta híbrida de cálculo energético que combina conceptos de cálculos energéticos simplificados y dinámicos. Estos cálculos parten de un análisis energético del edificio basados en periodos de tiempo simplificados (de calefacción en invierno y de refrigeración en verano)” (p. 82). Mediante la herramienta PHPP se cuantifican de manera didáctica la interacción de los procesos energéticos entre el edificio y el ambiente generando los siguientes aspectos: • Análisis de componentes individuales que interactúan con el edificio en invierno y verano (ensamble de componentes de construcción, transmitancia térmica (valor U), calidad de ventanas, sombreado, ventilación, etc.) • Dimensionamiento de la carga de calentamiento y la carga de enfriamiento. • Dimensionamiento de los sistemas mecánicos para el edificio. Por tal sentido un diseño optimo requiere obtener una demanda de calefacción (𝑘𝑖𝑙𝑜𝑣𝑎𝑡𝑖𝑜𝑠 − ℎ𝑜𝑟𝑎/𝑚2 𝑎ñ𝑜), demanda de refrigeración (𝑘𝑖𝑙𝑜𝑣𝑎𝑡𝑖𝑜𝑠 − ℎ𝑜𝑟𝑎/ 𝑚2 𝑎ñ𝑜), frecuencia de eventos de sobrecalentamiento [%] y la demanda anual de energía primaria para todo el edificio (𝑘𝑊ℎ/𝑚2𝑎ñ𝑜). “El efecto de las estrategias pasivas no pueden cuantificarse a priori; si queremos controlar la demanda energética en la fase del proyecto, debemos recurrir siempre a programas de cálculo energético” (Wassouf, 2014, p. 25) 3 . 2 C A M I N O H A C I A U N A C E R T I F I C A C I Ó N P A S S I V H A U S Los edificios Passivhaus tienen libertad de diseño, orientación y de forma, los cuales son planificados a cautela para optar por una certificación; para tal efecto las viviendas deben establecer criterios pasivos y activos en su planteamiento para ser catalogada bajo parámetros de obra nueva o rehabilitación. 3 . 2 . 1 C R I T E R I O S P A S I V O S H A C I A U N A C E R T I F I C A C I Ó N 3.2.1.1 ORIENTACIÓN La orientación de las casas pasivas determina en gran escala la demanda energética de calefacción o refrigeración en un futuro, por tal sentido es de gran importancia orientar de acuerdo a las condiciones climáticas y espaciales para generar el confort térmico en los diferentes espacios. “Es lógico que la orientación del edificio tenga más relevancia en climas con una alta radiación solar; en cambio, un edificio en un lugar con poca radiación varia menos su balance energético al cambiar la orientación. De este modo, los edificios en zonas urbanas muy densas y con grandes superficies que arrojan sombras son menos sensibles a los cambios de orientación que aquellos situados en zonas de menor densidad”(Wassouf, 2014, p. 24) Bajo esta premisa formalmente la planta rectangular alargada orientada al sur en el hemisferio norte es ideal para un edificio pasivo, caso contrario ocurre en el hemisferio sur (Ver Figura 4). FIGURA 4. ORIENTACIÓN DE FACHADA Fuente: CITECUBB, 2012 Recomendado No Recomendado
23 Autor: Robert Bresnner Abarca Casós MÀSTER UNIVERSITARI EN CONSTRUCCIÓ AVANÇADA A L'EDIFICACIÓ PROPUESTA DE PROTOTIPO DE VIVIENDA PASSIVHAUS EN PERÚ CON EL USO DE MATERIALES DE BAJO IMPACTO AMBIENTAL 3.2.1.2 COMPACIDAD Se define como el cociente entre la superficie de la envolvente exterior y el volumen (A/V) que encierra, esta relación área-volumen es importante en el diseño, ya que determina el valor límite del coeficiente global de transmisión de calor a través de la envolvente térmica del edificio. Como indica Moreno-Rangel (2020) “cuanto mayor sea la relación A/V de un edificio Passivhaus, mayor será el potencial de transferencia de calor”(p. 22) Según el análisis del cociente (A/V), se cuenta que a una mayor simplicidad y compacidad del edificio, se tendrá menos pérdidas de calor en muros y cubiertas, evitando la existencia de puentes térmicos. En climas fríos, es poco atractivo alcanzar el estándar Passivhaus con diseños donde la relación entre el área y el volumen es superior a 0.7 − 1 𝑚2/𝑚3. De acuerdo a este planteamiento, cuanto más simple sea la forma de un edificio más bajo será su coste unitario (Ver Figura 5). Por ello es necesario tener menos pérdidas en invierno y la necesidad de disipar calor acumulado en verano (Moreno-Rangel, 2020). FIGURA 5. EJEMPLOS DE ÍNDICE DE COMPACIDAD Fuente: Certificados Energéticos, 2019 3.2.1.3 PROTECCIÓN SOLAR Es una estrategia que se utiliza para controlar la incidencia de radiación solar en vanos de un edificio, el diseño es fundamental para tener ganancias en invierno y pérdidas en verano; teniendo como principales sistemas: • Protecciones Solares Fijas (voladizos, lamas) • Protecciones Móviles (pérgolas, toldos) Como indica Wassouf (2014) “El valor que caracteriza el grado de protección solar es el factor Fc (la fracción de radiación que incide en un hueco que no queda bloqueada por persianas, toldos, etc.”(p. 28). La norma DIN 4108 (Aislamiento térmico en la construcción de edificios) regula la fracción de radiación directa, generando parámetros para la protección contra el calor en verano (Ver Tabla 1). TA B L A 1 . VALO RES SEGÚN NORM A DIN 4108 - 2 Tipo Fracción de Radiación (Fc) Hueco sin protección solar 1 Hueco con protección interior o en el propio vidrio Colores oscuros o colores con mayor transparencia 0.90 Colores claros o colores con poca transparencia 0.80 Blanco o reflectante con poca transparencia 0.75 Hueco con protección exterior Toldos en general 0.75 Voladizos 0.50 Persianas en general 0.40 Toldos ventilados 0.40 Persianas enrollables 0.30 Persianas poco transparentes 0.25 Persianas orientables ventiladas 0.25 Fuente: DMDVA, 2022 Relación de Compacidad Favorable A/V ≤ 0.7 𝑚 2 /𝑚 3
24 Autor: Robert Bresnner Abarca Casós MÀSTER UNIVERSITARI EN CONSTRUCCIÓ AVANÇADA A L'EDIFICACIÓ PROPUESTA DE PROTOTIPO DE VIVIENDA PASSIVHAUS EN PERÚ CON EL USO DE MATERIALES DE BAJO IMPACTO AMBIENTAL 3.2.1.4 AISLAMIENTO TÉRMICO Contar con un buen aislamiento térmico es trascendental para ahorrar energía, ya que en la actualidad más de 70% de las pérdidas se generan por un mal aislamiento en paredes y techos; por tal sentido un óptimo espesor de aislamiento térmico en función del clima logra proteger del frio y del calor. Como indica Wassouf (2014) “Para edificios Passivhaus con confort térmico muy alto, la diferencia de temperatura entre la superficie del suelo y la temperatura operativa del ambiente interior (promedio entre la temperatura del aire y la temperatura media de las superficies interiores de la estancia) no debería superar los 3 °C (ISO 7730-2006).” (p. 33). Dentro de este marco contar con un adecuado aislamiento, es crear una capa continua sin interrupciones, que mejora el comportamiento térmico del edificio, ya que existe una diferencia de temperaturas menor entre el interior y el exterior (regla del rotulador) (Ver Figura 6). Se consideran buenos aislantes térmicos los materiales con una conductividad térmica inferior a 0,1 𝑊/𝑚.𝐾 (vatio/ metro x kelvin); la espuma de poliuretano, los poliestirenos o alternativas naturales como la fibra de madera o lana de roca son materiales que presentan óptimas condiciones. FIGURA 6. AISLAMIENTO DE FACHADA EXTERIOR Fuente: Elaboración Propia, 2023 3.2.1.4.1 VENTANAS Las ventanas o también denominadas envolvente transparente dentro del estándar Passivhaus, es considera como parte integral de la envolvente donde debe cumplir algunas particularidades para evitar las perdidas energéticas. dentro de ellas se encuentra: la reducción de pérdidas de energía, ganancias térmicas, aislamiento térmico, estanqueidad, hermeticidad, ventilación, evitar puentes térmicos y el comportamiento acústico. En los edificios Passivhaus generalmente se utilizan ventanas con vidrio triple con inyección de gases nobles en la cámara, llegando a resultados inferiores a 0.7 𝑊/𝑚2.𝐾 (vatio/ metro cuadrado x kelvin); por otro lado en climas cálidos no es necesario incorporar este tipo de estrategias. Como indica Moreno-Ragel (2020) “Las ventanas Passivhaus tienen valores U más altos ( < 0.8 𝑊/𝑚2.𝐾 ) en comparación con las paredes ( 0.10 𝑎 0.15 𝑊/𝑚2.𝐾), por lo que deben utilizarse con precaución.” (p. 22) 3.2.1.5 INERCIA TÉRMICA La inercia térmica es la propiedad de los materiales de almacenar, conservar y liberar calor de manera paulatina, donde depende: • Calor especifico del material (c) • Masa (Kg) • Densidad (Kg/m³) • Capacidad Calorífica (C) Como indica Wassouf (2014)“La inercia térmica es un gestor de energía que actúa como una batería con un ritmo diario. La radiación solar y las cargas interiores de calor se almacenan durante el día en un elemento constructivo con inercia térmica. Para que el concepto de inercia térmica funcione bien, es imprescindible que se produzca una descarga de energía por la noche, pues de otro modo la “batería” permanecería cargada hasta el siguiente día y dejaría de funcionar después de poco tiempo” (p. 35). La inercia térmica en una CASA PASIVA funciona como un gestor energético que permite el retraso de perdida de temperatura del interior al exterior de un edificio. Leyenda Regla del Rotulador
25 Autor: Robert Bresnner Abarca Casós MÀSTER UNIVERSITARI EN CONSTRUCCIÓ AVANÇADA A L'EDIFICACIÓ PROPUESTA DE PROTOTIPO DE VIVIENDA PASSIVHAUS EN PERÚ CON EL USO DE MATERIALES DE BAJO IMPACTO AMBIENTAL 3.2.1.6 PUENTES TÉRMICOS “Un puente térmico es un componente de la envolvente del edificio que conduce el calor entre el interior y el exterior y podría provocar condensación y humedad internas.”(Moreno-Rangel, 2020, p. 22), este lugar geométrico lineal o puntual en una edificación genera flujos de energía superiores a la normal del cerramiento; esto conlleva a tener un cuidado especial en la instalación para evitar patologías posteriores, ya que generaría pérdidas energéticas e infiltraciones, además que el sistema de ventilación no funcionaría adecuadamente. “El estándar Passivhaus ha establecido unas pautas muy claras para definir y cuantificar los puentes térmicos. Se considera un detalle constructivo libre de puentes térmicos cuando la conductividad térmica lineal no supera un valor máximo de 0.01 𝑊/𝑚.𝐾”(Wassouf, 2014, p. 38) Por tal sentido el estándar Passivhaus sugiere una máxima continuidad en la envolvente exterior para minimizar la existencia de puentes térmicos garantizando la inexistencia de condensaciones y mohos superficiales. En las edificaciones se presentan dos tipos de puentes térmicos geométricos y por cambio de material ) (Ver Figura 7). FIGURA 7. TIPOS DE PUENTE TÉRMICO Fuente: Hormuk-Aislamiento de Fachadas, 2019 3.2.1.7 HERMETICIDAD Y ESTANQUEIDAD AL PASO DEL AIRE La hermeticidad al paso del aire fue un tema abordado desde los años 80 en EE.UU con la finalidad de erradicar las perdidas energéticas, dentro del estándar Passivhaus incide directamente con le eficiencia energética; “una hermeticidad elevada es fundamental para los edificios de muy bajo consumo de energía. Además del ahorro energético, un edificio muy hermético al aire tiene menos riesgo de condensaciones producidas por la convección cuando este atraviesa la envolvente térmica por las juntas abiertas del edificio. Otra ventaja de la hermeticidad elevada al paso del aire es la mayor protección acústica del edificio.”(Wassouf, 2014, p. 43) Según Moreno-Rangel (2020) “El objetivo de hermeticidad se define por el número de cambios de aire por hora en una referencia de ±50 𝑃𝑎, conocida como prueba 𝑛50 y mide las fugas de aire a través del edificio.” (p. 23). Por tal sentido la hermeticidad está relacionado a un elevado aislamiento térmico ya que generalmente en las juntas constructivas se presentan las infiltraciones; este control se realiza mediante el Test de Blower Door creando diferencias de presión entre el interior y exterior; este test de presurización según la norma EN 13829 (aislamiento térmico) para edificios Passivhaus debe ser menor a 0.6 renovaciones de aire por hora (valor de estanqueidad 50 Pa). 3.2.1.8 VENTILACIÓN MECÁNICA CONTROLADA La ventilación controlada dentro de los estándares Passivhaus asegura la calidad de aire en el interior mediante la extracción del aire viciado, ya que al contar con estrategias de aislamiento, eliminación de los puentes térmicos, hermeticidad y tratamiento en la envolvente transparente, se tiene menor influencia de agentes exteriores sobre parámetros de ambientes interiores. Por tal sentido se requiere contar con un sistema de ventilación que permita dotar de calidad higiénica a los espacios interiores y extraer agentes nocivos para el ser humano CO2, componentes orgánicos, humedad, hongo, malos olores, etc. Este proceso consiste en recuperar la energía que se emite al exterior o interior mediante un intercambiador de calor realizando el proceso de ganancia y perdida de energía, que se emite al exterior a través de la ventilación. PUENTE TÉRMICO CAMBIO DE MATERIAL PUENTE TÉRMICO GEOMÉTRICO
32 Autor: Robert Bresnner Abarca Casós MÀSTER UNIVERSITARI EN CONSTRUCCIÓ AVANÇADA A L'EDIFICACIÓ PROPUESTA DE PROTOTIPO DE VIVIENDA PASSIVHAUS EN PERÚ CON EL USO DE MATERIALES DE BAJO IMPACTO AMBIENTAL 4 . 1 . 2 C A R A C T E R I S T I C A S C O N S T R U C T I V A S E N A R E A S N A T U R A L E S P R O T E G I D A S P N M 4.1.2.1 TÉCNICAS Y MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN EN ÁREAS NATURALES De acuerdo a la particularidad de su geografía se desarrollaron construcciones heterogéneas que se caracterizan por el sistema constructivo, el aspecto sociocultural, los materiales de construcción, la orientación de la infraestructura y su significado. Uno de los aspectos más importantes es la elección del material que depende de su geología, el clima, el lugar, la cultura y su economía. De acuerdo a su disponibilidad se pueden diferenciar dos tipos: • Minerales (Tierra y Piedra) • Vegetales (Madera). Por otro lado la variable cualitativa se ve reflejada en la calidad de las edificaciones, siendo estas precarias y obsoletas; a pesar que se cuenta históricamente con técnicas constructivas tradicionales, donde mediante una adecuada elección del proceso constructivo y la elección de los materiales se puede llegar a condiciones térmicas favorables en el interior. Para ello se realiza el análisis de dos Estaciones Biológicas en la zona de amortiguamiento del Parque Nacional del Manu. • Estación Biológica Wayquecha • Estación Biológica Cocha Cashu 4.1.2.1.1 ESTACIÓN BIOLÓGICA WAYQECHA FIGURA 14. VIVIENDAS DE ESTACIÓN BIOLÓGICA WAYQECHA – DELIMITACIÓN Fuente: MONGABAY, 2016 AÑO DE CONSTRUCCIÓN: 2006 UBICACIÓN: Entrada sur del Parque Nacional del Manu en la región de Paucartambo, Cusco, Perú. EXTESIÓN TERRITORIAL: 2 000 ha que varía entre los 2300 a 3500 m.s.n.m. (diversidad de ecosistemas). CRITERIO DE ANÁLISIS FORMAL – FUNCIONAL – ESPACIAL - TECNOLÓGICO CONSTRUCTIVO - AMBIENTAL - CONTEXTUAL FUNCIONAL: Estación Biológica a 2 950 m.s.n.m. dentro de la ZA del PNM; brinda refugio a científicos, turistas y estudiantes de todo el mundo interesados en la flora y fauna, el cual posibilita la observación de aves y senderos de Orquídeas. ESPACIAL: Programa arquitectónico para un aforo de 50 visitantes: • Cabañas para turistas, investigadores y estudiantes • Salón multipropósito que sirve de área de alimentación, sala de conferencias y laboratorio. • 25 km de trochas y un puente aéreo a 45m de altura para la observación del bosque. TECNOLOGICO CONSTRUCTIVO: Sistema mixto fraccionado en dos sistemas: Cimentaciones a base de concreto armado (dados de concreto y pilares); sobre esta estructura preliminar descansa una estructura de madera con tabiquería en Drywall. AMBIENTAL: Clima típico de bosques nublados altoandinos: frío y húmedo; con temperatura promedio anual es de 12 grados y la precipitación promedio anual es de 1600 mm. Durante el invierno (mayo-setiembre) la región es afectada por la Alta Presión de Bolivia que trae tiempo seco y temperaturas que pueden aproximarse a los 0°C (SERNANP, 2018).
33 Autor: Robert Bresnner Abarca Casós MÀSTER UNIVERSITARI EN CONSTRUCCIÓ AVANÇADA A L'EDIFICACIÓ PROPUESTA DE PROTOTIPO DE VIVIENDA PASSIVHAUS EN PERÚ CON EL USO DE MATERIALES DE BAJO IMPACTO AMBIENTAL FIGURA 15. PLANO DE ESTADO ACTUAL ESTACIÓN BIOLÓGICA COCHA CASHU Fuente: Philco y Portugal, 2017 4.1.2.1.2 ESTACIÓN BIOLÓGICA COCHA CASHU FIGURA 16. VIVIENDAS DE ESTACIÓN BIOLÓGICA WAYQECHA – DELIMITACIÓN Fuente: SERNANP, 2018 AÑO DE CONSTRUCCIÓN: 2005 UBICACIÓN: Noroeste Parque Nacional del Manu en la provincia de Manu, Madre de Dios, Perú. EXTESIÓN TERRITORIAL: 2.63 ha a 340 m.s.n.m. CRITERIO DE ANÁLISIS FORMAL – FUNCIONAL – ESPACIAL - TECNOLÓGICO CONSTRUCTIVO - AMBIENTAL - CONTEXTUAL FUNCIONAL: Estación Biológica en el corazón del PNM; de carácter educacional, investigación y recreacional. Posee una variedad de flora y fauna y es considerada de importancia internacional para comprender y preservar la biodiversidad. ESPACIAL: Dentro de su programa arquitectónico presenta (Ver Figura 15): • Laboratorio de Investigación. • Salón Multiuso. • Comedor – Cocina. • Administración. • Sala de Lectura. • Vestuarios. • Duchas Comedor Cocina Salón Multiuso Laboratorio de Investigación Administración – Sala de Lectura - Vestuarios TECNOLÓGICO CONSTRUCTIVO: Sistema mixto, con pilotes de concreto, cimentados en el terreno natural, con la utilización de la madera para entrepisos, pisos muros, techos. AMBIENTAL: El promedio de temperatura es 24 °C, con temperaturas máximas entre agosto y setiembre (34 °C) y temperaturas mínimas entre junio a julio 9 °C. Cuenta con una radiación de 3 a 5 kWh/𝑚2a con horas de sol promedio de Norte 4-5 horas y Este 4-5 horas. Presenta una humedad relativa de 70 a 100% ya que se encuentra zona climática Trópico Húmedo con una precipitación anual de 2 000 mm (Philco & Portugal, 2017).
34 Autor: Robert Bresnner Abarca Casós MÀSTER UNIVERSITARI EN CONSTRUCCIÓ AVANÇADA A L'EDIFICACIÓ PROPUESTA DE PROTOTIPO DE VIVIENDA PASSIVHAUS EN PERÚ CON EL USO DE MATERIALES DE BAJO IMPACTO AMBIENTAL ¿QUÍENES SON? Investigadores en grupos de 6 personas que requieran de alojamiento para el desarrollo de actividades de exploración, recolección, procesamiento, análisis y reporte de datos y muestras en áreas Naturales Protegidas dentro de Zonas de Amortiguamiento del Parque Nacional del Manu. 4 . 2 C O N T E X T U A L I Z A C I Ó N D E L U S U A R I O La elección del usuario se debe que en la actualidad el Parque Nacional del Manu presenta una creciente demanda de expediciones científicas en el área de las ciencias naturales, por la gran diversidad de flora y fauna que presenta: pero en la actualidad los investigadores requieren de instalaciones de viviendas y laboratorios temporales de investigación que cumplan con las condiciones de confort térmico en el interior en climas fríos y cálidos. 4 . 2 . 1 C A R A C T E R Í S T I C A S Y P E R F I L D E L I N V E S T I G A D O R FIGURA 17. ARRIBOS AL PNM POR PROCEDENCIA Fuente: Philco y Portugal, 2017 PROGRAMA ARQUITECTONICO Zona de dormitorios + SS-HH Cocina Área de Hamacas Estar Terraza Cubículo de Investigación 30 investigadores Científicos año 2017 R E Q U E R I M I E N T O E S P A C I A L Necesitan áreas de investigación, alojamiento, alimentación, biblioteca especializada y recreación. Para el fin de la propuesta de vivienda Passivhaus se priorizará áreas de alojamiento que cuenta con el siguiente programa arquitectónico: ¿ C u a n t o s ? Reportar Explorar Recolectar Analizar Procesar Investigador ALEMANIA IRAK BELGICA BRASIL INGLATERRA CANADA CHINA COLOMBIA EE.UU FRANCIA ALEMANIA HOLANDA INDIA ITALIA MAIZAL MALI MEXICO NORUEGA PERÚ SENSE SUIZA SUECIA USA ¿ C U A N T O S ? Según los datos obtenidos de los ingresos y salidas de investigadores al Parque Nacional del Manu se cuenta con 30 usuarios en el año 2017, y según proyecciones para el 2027 se tendría 65 investigadores (Philco & Portugal, 2017). Los países con mayor interés en realizar investigación en este ámbito son de Perú, EE.UU, Suiza, Maizal, U.K, Alemania(Philco & Portugal, 2017) (Ver Figura 17).
35 Autor: Robert Bresnner Abarca Casós MÀSTER UNIVERSITARI EN CONSTRUCCIÓ AVANÇADA A L'EDIFICACIÓ PROPUESTA DE PROTOTIPO DE VIVIENDA PASSIVHAUS EN PERÚ CON EL USO DE MATERIALES DE BAJO IMPACTO AMBIENTAL 4 . 3 E S T A D O D E L A R T E D E V I V I E N D A S P A S S I V H A U S El estándar Passivhaus en los últimos 15 años está sufriendo un cambio y transformación, para afrontar las nuevas tendencias que busquen construir de manera respetuosa y responsable con el medio ambiente; donde se priorice: • La extracción del material, el cual genera menos emisiones de carbono. • El proceso de extracción, sea lo menos perjudicial para el entorno, dejando la posibilidad de su renovación, sin dañar el ecosistema. Parte de la investigación es dar a conocer las construcciones pasivas que introducen el concepto de trabajar con materiales de bajo impacto ambiental en el mundo; para ello se hizo la consulta a la base de datos Passive House Institute, Passivhaus Dienstleistung GmbH y la Asociación Internacional de Casas Pasivas y Afiliados (iPHA); seleccionando a 21 viviendas certificadas, que utilizaron materiales de bajo impacto ambiental para su estructura, cerramiento y aislamiento (Ver Figura 18); de esta formas seleccionar y analizar de forma cualitativa y cuantitativa tres viviendas pasivas que presenta menos características de impacto ambiental. 4 . 3 . 1 A R Q U E T I P O S P A S S I V H A U S A N I V E L M U N D I A L FIGURA 18. VIVIENDAS PASIVAS CON MATERIALES DE BAJO IMPACTO AMBIENTAL ESPAÑA 8. Vivienda realizada en Murcia, diseñado con el objetivo de minimizar su huella energética global, construida con materiales de energía nula o muy baja, reciclados en la medida de lo posible, como la madera, el corcho y la lana mineral natural (2022). REINO UNIDO 01 Vivienda unifamiliar ubicada en Herefordshire West Midlands; estructura de madera y aislamiento de celulosa reciclada (2016). 02 Vivienda de madera ubicada en Kippen (Escocia), con aislamiento de fibra de madera (2016). 03 Casa ubicada en Whitland Gales, respetuosa con el ambiente construida con biomateriales: madera, fardos de paja y arcilla (2022). 01 02 03 AUSTRIA 4. Histórica casa de Scheffau (Tirol) reconstrucción en Madera con aislamiento de celulosa Isocell hecho de fibras naturales de celulosa (2017). 5. Vivienda en Graz Steiermark, aislamiento de lino de 8 cm entre subestructura de madera (2011). 04 05 ESPAÑA 6. Vivienda de estructura de Madera ligera en Castellcir (Cataluña), con materiales de baja emisión, de base biológica y de bajo impacto (2021). 7. Módulo de Madera en Castelldefels (Cataluña) prefabricado sobre pilotes de tornillo, hecha de materiales saludables y debajo impacto ambiental con aislamiento de fibra de madera y celulosa reciclada (2022). 06 07 08
36 Autor: Robert Bresnner Abarca Casós MÀSTER UNIVERSITARI EN CONSTRUCCIÓ AVANÇADA A L'EDIFICACIÓ PROPUESTA DE PROTOTIPO DE VIVIENDA PASSIVHAUS EN PERÚ CON EL USO DE MATERIALES DE BAJO IMPACTO AMBIENTAL FIGURA 18. VIVIENDAS PASIVAS CONSTRUIDAS CON MATERIALES DE BAJO IMPACTO AMBIENTAL ESPAÑA 9. Edificio Residencial en Castelldefels (Cataluña), utilizan materiales naturales, renovables y no tóxicos (2016). 10. Primera vivienda pasiva en Lleida diseñada por Josep Bunyesc, estructura prefabricada de madera, aislamiento de lana de oveja (2009). 10 09 ALEMANIA 13. Asentamiento urbano ecológico en Múnich de unidades residenciales construido en madera con aislamiento de lana mineral (2017). 14. Casa pasiva ecológica en Múnich, construida con materias primas renovables, estructura de madera, celulosa y el cáñamo como material aislante en las paredes (2013). 13 14 ARGENTINA 17. Casa de Campo en Tigre (Buenos Aires) realizado en módulos estructurales de madera a base de vigas de lam encolado y utilizando SIPs y construcción en seco (2022). 17 AUSTRALIA 18. Vivienda unifamiliar en Heathmont (victoria) con sistema estructural de madera, que combinar un diseño atípico con la sostenibilidad a un alto nivel, presenta entramado de madera CARBONlite con aislamiento de fibra de vidrio (2017). 18 FRANCIA 15. Vivienda de madera en Badén (Bretaña), con forma atípica de planta en forma de U. Un ejemplo de que todo tipo de arquitectura puede llevar al estándar passivhaus. (2018). 16. Casa pasiva en La Breteche (Isla de Francia ), construida con madera, donde se utilizó como aislamiento lana de Madera (2012). 15 16 ESTADOS UNIDOS (USA) 11. Vivienda unifamiliar aislada en Moxee (Washington), construida con paredes de estructura de madera rellenas con aislamiento de celulosa (2014). 12. Vivienda Unifamiliar de estructura de madera, con revestimiento de fibra de madera ubicado en Beaver Island Míchigan (2015). 12 11 JAPÓN 19. Vivienda de descanso en Isehara (Kanagawa), el material de construcción es la madera; representa un lugar de cierre de brecha entre Dios y el hombre (2020). 20. Edificio de administración (Oficina) en Saku (Nagano); construcción de madera. Dentro de su particularidad todo el edificio consume solo el 65% de la electricidad generada por la fotovoltaica (2020). 19 20 21 JAPON 21. Vivienda unifamiliar aislada ubicada en Mutsu (Aomori); para su construcción se utilizaron variedad de maderas y materiales locales para crear una casa que expresa fuertemente el carácter de esta región (2022). (Passivhaus Institute, 2023)
37 Autor: Robert Bresnner Abarca Casós MÀSTER UNIVERSITARI EN CONSTRUCCIÓ AVANÇADA A L'EDIFICACIÓ PROPUESTA DE PROTOTIPO DE VIVIENDA PASSIVHAUS EN PERÚ CON EL USO DE MATERIALES DE BAJO IMPACTO AMBIENTAL DESCRIPCIÓN Primera vivienda-oficina pasiva en España, construida conceptualmente dentro de las directrices europeas sobre políticas de reducción del consumo energético de los edificios (cero emisiones de los edificios). Sistema constructivo en madera con aislamiento térmico de lana de oveja de origen orgánico, renovable y de baja huella de carbono, con balance positivo de CO2. UBICACIÓN: Lleida, Cataluña, España ARQUITECTURA: Josep Bunyesc TIPO DE CONSTRUCCIÓN: Construcción en Madera AÑO DE CONSTRUCCIÓN: 2009 4 . 3 . 2 C A S A P A S I V A B U N Y E S C – L L E I D A C A T A L U Ñ A FIGURA 19. ARQUETIPO ESPAÑA – CASA ADOSADA Fuente: Base de datos de casas pasivas, 2009 CRITÉRIO DE ANÁLISIS ENVOLVENTE TÉRMICA – SISTEMA MECÁNICO – VALORES PHPP – INFORMACIÓN ADICIONAL ENVOLVENTE TÉRMICA PARED EXTERIOR Prefabricado de madera con sistema, con aislamiento de lana de 18 cm. Valor U = 0.20 W/(m²K) PLANTA SOTANO Losa de hormigón con aislamiento de poliestireno de 8 cm. Valor U = 0.37 W/(m²K) TECHO Prefabricados de madera con sistema constructivo de estructura ligera, con aislamiento de lana de 28 cm. Valor U = 0.15 W/(m²K) SISTEMA MECÁNICO VENTILACIÓN Uso pasivo de la energía geotérmica, mediante pozo canadiense. INSTALACIÓN DE CALEFACCIÓN Paneles solares conectados a un calentador de almacenamiento, que abastece a un sistema de suelo radiante. VALORES PHPP HERMETICIDAD 𝑛50 = 1 /h DEMANDA ANUAL DE CALEFACCIÓN 8 kWh/𝑚2𝑎ñ𝑜 calculado según PHPP CARGA DE CALEFACCIÓN 12 W/𝑚2 DEMANDA DE PE (Energía primaria no renovable) 25 kWh/𝑚2𝑎ñ𝑜 en instalación de calefacción, agua caliente sanitaria, electricidad domiciliaria y electricidad auxiliar. INFORMACIÓN ADICIONAL ASPECTOS ECOLOGICOS Recolección de Agua de lluvia para reutilizar en WC y riego. E S P A Ñ A
38 Autor: Robert Bresnner Abarca Casós MÀSTER UNIVERSITARI EN CONSTRUCCIÓ AVANÇADA A L'EDIFICACIÓ PROPUESTA DE PROTOTIPO DE VIVIENDA PASSIVHAUS EN PERÚ CON EL USO DE MATERIALES DE BAJO IMPACTO AMBIENTAL DESCRIPCIÓN Vivienda unifamiliar respetuosa con el medio ambiente fue construida con biomateriales: madera, fardos de paja y arcilla. la temperatura interior fluctúa muy poco y la temperatura exterior hace poca diferencia con la temperatura interior. La calidad del aire interior es buena, con un nivel constante de humedad que hace que la casa siempre se sienta agradable. UBICACIÓN: Whitland, Gales, Reino Unido ARQUITECTURA: Michal Rudnicki TIPO DE CONSTRUCCIÓN: Construcción en Madera AÑO DE CONSTRUCCIÓN: 2022 4 . 3 . 3 V I V I E N D A U N I F A M I L I A R – R E I N O U N I D O FIGURA 20. ARQUETIPO REINO UNIDO – VIVIENDA UNIFAMILIAR Fuente: Base de datos de casas pasivas, 2022 G A L E S ENVOLVENTE TÉRMICA PARED EXTERIOR Sistema Ecococon con certificación PHI Estructura de madera y aislamiento de fardos de paja. Valor U = 0.124 W/(m²K) PLANTA SOTANO /LOSA DE SUELO Piso de concreto aislado Valor U = 0.277W/(m²K) TECHO Techo ventilado de chapa ondulada Valor U = 0.101 W/(m²K) SISTEMA MECÁNICO VENTILACIÓN Pablo, Novus 300. INSTALACIÓN DE CALEFACCIÓN Caldera de leña para calefacción y ACS. AGUA CALIENTE SANITARIA Cilindro de agua eléctrico como respaldo. VALORES PHPP CLIMA Fresco, Templado HERMETICIDAD 𝑛50 = 0.42 /h DEMANDA ANUAL DE CALEFACCIÓN 15 kWh/𝑚2𝑎ñ𝑜 calculado según PHPP CARGA DE CALEFACCIÓN 11 W/𝑚2 DEMANDA PE (Energía primaria no renovable) 60 kWh/𝑚2𝑎ñ𝑜 en instalación de calefacción, agua caliente sanitaria, electricidad domiciliaria y electricidad auxiliar. DEMANDA PER (Energía primaria renovable) 137 kWh/𝑚2𝑎ñ𝑜 en instalación de calefacción, agua caliente sanitaria, electricidad domiciliaria y electricidad auxiliar. GENERACIÓN DE ENERGÍA RENOVABLE 37 kWh/𝑚2𝑎ñ𝑜 en base al área proyectada. INFORMACIÓN ADICIONAL ASPECTOS ECOLÓGICOS Recolección de Agua de lluvia para reutilizar. CRITERIO DE ANÁLISIS ENVOLVENTE TÉRMICA – SISTEMA MECÁNICO – VALORES PHPP – INFORMACIÓN ADICIONAL
39 Autor: Robert Bresnner Abarca Casós MÀSTER UNIVERSITARI EN CONSTRUCCIÓ AVANÇADA A L'EDIFICACIÓ PROPUESTA DE PROTOTIPO DE VIVIENDA PASSIVHAUS EN PERÚ CON EL USO DE MATERIALES DE BAJO IMPACTO AMBIENTAL DESCRIPCIÓN Centro de sostenibilidad e innovación para todas las edades y miembros de la comunidad, situado en Castelldefels, cerca de la ciudad de Barcelona. Módulo de madera prefabricado, asentado sobre cimientos de pilotes de tornillo; realizado de materiales saludables y de bajo impacto ambiental, que incluyen madera certificada PEFC, aislamiento de fibra de madera y tableros de fibra. Las ventanas tienen doble acristalamiento relleno de argón de baja emisividad. UBICACIÓN: Castelldefels, Cataluña, España ARQUITECTURA: Solange Espoille Learnlife TIPO DE CONSTRUCCIÓN: Construcción en Madera AÑO DE CONSTRUCCIÓN: 2022 4 . 3 . 4 E C O H U B - L E A R N L I F E – CAS T E L L D E F E L S FIGURA 21. ARQUETIPO ESPAÑA – ESCUELA CAMPUS UNIVERSIDAD Fuente: Base de datos de casas pasivas, 2022 E S P A Ñ A ENVOLVENTE TÉRMICA PARED EXTERIOR • Tablero de fibra Fermacell, 13 mm • Tablero de madera OSB 3, 18 mm • Aislamiento térmico de fibra de madera entre la estructura de madera, 145 mm • Tablero de madera OSB 3, 15 mm • Membrana impermeable y permeable al vapor -Vacío de servicio, 60 mm. Valor U del revestimiento de madera = 0,271 W/(m²K). PLANTA SÓTANO /LOSA DE SUELO Aislamiento térmico de fibra de madera entre estructuras de madera, 200 mm. TECHO Aislamiento térmico de fibra de madera entre estructuras de madera, 200 mm. VALORES PHPP CLIMA Cálido HERMETICIDAD 𝑛50 = 0.48 /h DEMANDA ANUAL DE CALEFACCIÓN 13 kWh/𝑚2𝑎ñ𝑜 calculado según PHPP CARGA DE CALEFACCIÓN 20 W/𝑚2 CARGA DE REFRIGERACIÓN 11W/𝑚2 DEMANDA PER (Energía primaria renovable) 54 kWh/𝑚2𝑎ñ𝑜 en instalación de calefacción, agua caliente sanitaria, electricidad domiciliaria y electricidad auxiliar. GENERACIÓN DE ENERGÍA RENOVABLE 34 kWh/𝑚2𝑎ñ𝑜 en base al área proyectada. INFORMACIÓN ADICIONAL ASPECTOS ECOLÓGICOS Cimientos de pilotes atornillados, para minimizar el impacto en el sitio y permitir el desmantelamiento futuro y el transporte a un nuevo sitio, si es necesario. CRITERIO DE ANÁLISIS ENVOLVENTE TÉRMICA – SISTEMA MECÁNICO – VALORES PHPP – INFORMACIÓN ADICIONAL
40 Autor: Robert Bresnner Abarca Casós MÀSTER UNIVERSITARI EN CONSTRUCCIÓ AVANÇADA A L'EDIFICACIÓ PROPUESTA DE PROTOTIPO DE VIVIENDA PASSIVHAUS EN PERÚ CON EL USO DE MATERIALES DE BAJO IMPACTO AMBIENTAL 4 . 4 M A T E R I A L E S D E B A J O I M P A C T O A M B I E N T A L C O M O E L E M E N T O C L A V E E N V I V I E N D A S P A S I V A S La finalidad del estándar Passivhaus es reducir al mínimo posible el consumo de energía del edificio, mantener el confort térmico (entre 21 a 26 °C) y poseer una adecuada calidad de aire en el interior; pero estas vertientes no deben desligarse de la corriente arquitectónica contemporánea. En la actualidad la arquitectura tomó otra esencia, la sustentabilidad basada en revalorizar y adaptar las técnicas vernáculas de la comunidad para su propio beneficio. Esto se ve reflejado en el último Premio Pritzker (2022), otorgado a Francis Kéré, cuya arquitectura está enmarcado en aspectos sociales y sostenibles. Es por ello que en estos tiempos la construcción de viviendas pasivas busca tener un compromiso cada vez mayor con la contaminación ambiental, utilizando materiales que cuenten con ecopropiedades: relacionados a tener menor huella ecológica (CO2), la menor cantidad de energía utilizada para su extracción y su ciclo de vida; además de tener excelentes propiedades térmicas y acústicas. Dentro de este marco para la elección de materiales se realizó un análisis comparativo mediante el software Granta EduPack 2022 (Ver Figura 22) para verificar sus cualidades. Entre los principales materiales de bajo impacto ambiental tenemos: • Tierra • Madera FIGURA 22. COMPORTAMIENTO DE MATERIASLES - CONDUCTIVIDAD TERMICA VS HUELLA DE CO2 Fuente: Granta EduPack, 2022 FIGURA 23. COMPORTAMIENTO DE MATERIASLES – CONTENIDO EN ENERGIA VS HUELLA DE CO2 Fuente: Granta EduPack, 2022 Tierra
41 Autor: Robert Bresnner Abarca Casós MÀSTER UNIVERSITARI EN CONSTRUCCIÓ AVANÇADA A L'EDIFICACIÓ PROPUESTA DE PROTOTIPO DE VIVIENDA PASSIVHAUS EN PERÚ CON EL USO DE MATERIALES DE BAJO IMPACTO AMBIENTAL 4 . 4 . 1 T I E R R A 4.4.1.1 CARACTERÍSTICAS La construcción con tierra en el siglo XXI es considerada un material con propiedades sostenibles, de bajo impacto ambiental, baja energía incorporada en su fabricación y de capacidad expresiva en la arquitectura (Bestraten et al., 2011); en la actualidad las técnicas constructivas tradicionales perfeccionaron sus propiedades y características para estar acorde a las necesidades del diseño arquitectónico. Como indica Blondet et al. (2011) “Las casas de tierra tienen una alta capacidad de aislamiento acústico y térmico frente a situaciones extremas de frío o calor: son cálidas en invierno y frescas en verano. Su construcción sin consumo de energía agotable las convierte en edificaciones ecológicamente compatibles con la naturaleza.”(p. 43). La tierra presenta un buen comportamiento a esfuerzos de compresión, pero un escaso comportamiento a tracción. En este marco la tierra como material de construcción está presente en la arquitectura vernácula del Perú, gran parte de las construcciones son de tierra simple sin ningún refuerzo sísmico, utilizadas generalmente en áreas de menor densidad poblacional, áreas rurales y en zonas de la periferia urbana. Cabe resaltar que este material se encuentra disponible en los ocho pisos ecológicos haciendo que la construcción sea fácilmente accesible y permite espacios confortables. 4.4.1.2 TÉCNICAS CONSTRUCTIVAS EN TIERRA 4.4.1.3 PROPIEDADES Y CUALIDADES DE UNA CONSTRUCCIÓN EN TIERRA FIGURA 24. CARBONO INCORPORADO EN DIFERENTES MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN Fuente: Pacheco-Torgal y Jalali, 2012 0 50 100 150 200 250 300 350 400 Hormigón Celular Cerámica Convencional Bloques de Hormigón Bloques de Tierra kg CO2/Tonelada Hormigón Celular Cerámica Convencional Bloques de Hormigón Bloques de Tierra TAPIAL QHINCHA ADOBE “La construcción con tierra supone en este contexto particular, una ventaja ambiental que la hace extremadamente competitiva frente a los materiales y técnicas constructivas convencionales” (Pacheco-Torgal & Jalali, 2012, p. 513); ya que el proceso de extracción, transformación, fabricación y transporte de la tierra no requiere grandes cantidades de energía CO2 (Ver Figura 24); esto significa que tiene poca energía embebida en su ciclo de vida, generando un bajo impacto en el medio ambiente. Siendo un material que al finalizar su periodo de vida se puede reutilizar sin ningún inconveniente. Dentro de sus características más importantes tenemos: • Conductividad Térmica • Inercia Térmica • Aislamiento Acústico • Higroscopocidad • Ignífugo
48 PROPUESTA DE PROTOTIPO DE VIVIENDA PASSIVHAUS EN PERÚ CON EL USO DE MATERIALES DE BAJO IMPACTO AMBIENTAL Autor: Robert Bresnner Abarca Casós MÀSTER UNIVERSITARI EN CONSTRUCCIÓ AVANÇADA A L'EDIFICACIÓ 5.1.1.2.2 ASOLEAMIENTO Y RADIACIÓN El terreno está libre de barreras naturales o edificaciones colindantes, que arrojen sombra, por lo que se tiene asolamiento óptimo, el cual facilita el ingreso de los rayos de sol a un espacio determinado para conseguir un confort térmico en las diferentes estaciones del año; las horas solar pico varía entre 3 a 7 horas como se observa en la gráfica (Ver Figura 30). Por otro lado, se observa una radiación entre 2 a 10 𝑲𝑾𝒉/𝒎𝟐 por día (Ver Figura 30). 5.1.1.2.3 VIENTOS El terreno presenta vientos de intensidad tipo brisa muy débil según la escala Beaufort, recibe la incidencia de vientos provenientes del Suroeste; cuya variación es mínima de acuerdo a las estaciones del año. La velocidad media anual es de 4.00 m/s (Ver Figura 29 y 31). FIGURA 29. GRÁFICA DE VIENTOS POR MESES (m/s) Fuente: Meteonorm, 2023 FIGURA 30. DURACIÓN DE INSOLACION – RADIACIÓN GLOBAL DIARIA Fuente: Meteonorm, 2023 FIGURA 31. GRÁFICA DE VIETOS POR DIAS – ROSA DE VIENTOS Fuente: Meteonorm, 2023 Elaboración: Programade simulación AndrewMarsh, 2023 LEYENDA Límite de Velocidad del Viento Velocidad media Anual Duración de radiación Solar Pico (Horas Solar Pico) Duración atmosférica de la radiación solar E N O S 16 – 18 Excesivamente Alta 14 – 16 Muy Alta 12 – 14 Alta 10 – 12 Elevada 8 – 10 Elevada Moderada 6 – 8 Moderada 4 – 6 Moderada Baja 2 – 4 Muy Baja 0 – 2 Calma Frecuencia de Vientos
49 PROPUESTA DE PROTOTIPO DE VIVIENDA PASSIVHAUS EN PERÚ CON EL USO DE MATERIALES DE BAJO IMPACTO AMBIENTAL Autor: Robert Bresnner Abarca Casós MÀSTER UNIVERSITARI EN CONSTRUCCIÓ AVANÇADA A L'EDIFICACIÓ 5.1.1.2.4 PRECIPITACIONES PLUVIAES Las precipitaciones pluviales tienen mayor frecuencia en los meses de noviembre a marzo, siendo la precipitación media anual de 1 600 mm, mientras que se presenta un periodo seco los meses de mayo a agosto (Ver Figura 32 y 33). FIGURA 32. PRECIPITACIÓN (mm) vs DIAS DE PRECIPITACIÓN Fuente: Meteonorm, 2023 5.1.1.2.5 HUMEDAD La humedad es típica de una Zona Bioclimática Mesoandino, que según el Reglamento Nacional de Edificaciones del PERÚ (Norma EM. 110 confort Térmico y Lumínico con eficiencia energética) debe oscilar entre 30 a 50%; pero la particularidad del terreno hace que presente una humedad relativa anual de 63%, en la gráfica se aprecia los diferentes porcentajes diarios y mensuales (Ver Figura 34). FIGURA 33. PRECIPITACIÓN POR MESES (mm) Fuente: Meteonorm, 2023 Elaboración: Propia FIGURA 34. GRÁFICA HUMEDAD RELATIVA POR MESES (mm) Fuente: Meteonorm, 2023 Elaboración: Programade simulación AndrewMarsh, 2023 Humedad Relativa Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Set Oct Nov Dic Anual HR % 73 78 76 70 61 55 56 51 56 56 57 64 63 275 232 220 90 25 25 40 30 55 130 150 240 0 50 100 150 200 250 300 ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGOS SET OCT NOV DIC Precipitación (mm) Meses Lat. 13° 175´ S, Log 71° 587´ W, Alt 2 908 m.s.n.m Precipitacion (mm)
50 PROPUESTA DE PROTOTIPO DE VIVIENDA PASSIVHAUS EN PERÚ CON EL USO DE MATERIALES DE BAJO IMPACTO AMBIENTAL Autor: Robert Bresnner Abarca Casós MÀSTER UNIVERSITARI EN CONSTRUCCIÓ AVANÇADA A L'EDIFICACIÓ 5 . 1 . 2 D E S C R I P C C I Ó N A R Q U I T E C T Ó N I C A 5.1.2.1 CONCEPTUALIZACIÓN ARQUITECTÓNICA ¿QUÉ ES? El Prototipo de vivienda Passivhaus para una Estación Biológica Wayquecha, es una infraestructura que brinda un elevado confort térmico y calidad de aire en el interior, que permite un alto grado de eficiencia energética mediante el modelo de construcción de consumo casi nulo. El planteamiento arquitectónico se basa en un prototipo que se adapta al lugar, evitando el mayor impacto en su incorporación. ¿PARA QUÉ? • Para fomentar el concepto de edificar sosteniblemente en zonas de amortiguamiento de Áreas Naturales Protegidas y de esta forma hacer frente al Cambio Climático. • Impulsar el estándar Passivhaus a otras condiciones socioeconómicas, naturales y culturales. • Para marcar un hito y demostrar que se puede tener confort térmico con la utilización de materiales de bajo impacto ambiental. ¿PARA QUIEN? Investigadores que requieran de alojamiento para el desarrollo de actividades de exploración, recolección, procesamiento, análisis y reporte de datos y muestras en el Parque Nacional del Manu. ¿CÓMO DEBE SER ? El prototipo será empleado con materiales y recursos locales; que emulen sus texturas, colores; con tecnología contemporánea, para lograr una infraestructura acorde a las exigencias del estándar passivhaus revalorando significado cultural y natural. 5.1.2.2 PROGRAMA ARQUITECTÓNICO TA B L A 1 0 . P RO G RAM A ARQUITE C TÓNICO – E SP ACIOS VIVIENDA P ASSI VHAUS PROTOTIPO DE VIVIENDA PASSIVHAUS SUBZONA ESPACIO CAPACIDAD CANTIDAD AREA AREA PARCIAL TOTAL ALOJAMIENTO HABITACIONES PERSONALES PLANTA BAJA Y PRIMERA PLANTA ESTAR 1 4 13.16 52.64 137.03 ESTAR - OCIO 6 1 18.91 18.91 HABITACION 1 4 9.96 39.84 SS.HH. 1 4 4.35 17.40 TERRAZA 2 1 8.24 8.24 SEGUNDA PLANTA ESTUDIO 1 2 4.05 8.10 45.46 HABITACION 1 2 16.06 32.12 SS.HH. 1 1 5.24 5.24 AREA DE ESTANCIA AREAS COMUNES PLANTA BAJA Y PRIMERA PLANTA ESTAR - OCIO 6 1 15.18 15.18 38.02 AREA DE HAMACAS 2 1 9.20 9.20 KITCHENETTE + BAR 2 1 7.64 7.64 SS.HH. 1 2 3.00 6.00 AREA DE INVESTIGACIÓN CUBICULOS DE IVESTIGADORES 6 1 40.60 40.60 71.66 AREA DE LECTURA Y REUNIONES 6 1 28.56 28.56 DEPOSITOS DE MATERIALES 1 1 2.50 2.50 AREA COMPLEMENTARIA CUARTO TECNICO I 1 1 2.54 2.54 13.49 CUARTO TECNICO II 1 1 6.00 6.00 AMBIENTE DE INSTALACIONES 1 1 4.95 4.95 TOTAL 305.66 Fuente: Elaboración Propia, 2023
51 PROPUESTA DE PROTOTIPO DE VIVIENDA PASSIVHAUS EN PERÚ CON EL USO DE MATERIALES DE BAJO IMPACTO AMBIENTAL Autor: Robert Bresnner Abarca Casós MÀSTER UNIVERSITARI EN CONSTRUCCIÓ AVANÇADA A L'EDIFICACIÓ 5.1.2.3 PLANTEMIENTO ARQUITECTÓNICO 5.1.2.3.1 PLANTEAMIENTO FORMAL Y VOLUMETRICO La envolvente del prototipo de vivienda Passivhaus mantiene el perfil orográfico que rodea al terreno y adaptación a los sistemas tradicionales de construcción de la zona, generando la integración y percepción de continuidad al contexto. Los volúmenes son formas puras, que mediante la adición y yuxtaposición de trapecios conforman la envolvente, conforman dos principales volúmenes: zona de alojamiento y área de investigación, siendo enlazados y conectados mediante un volumen rectangular destinado para un área de estancia (Ver Figura 35). 5.1.2.3.2 PLANTEAMIENTO TECNOLOGICO AMBIENTAL PISO ELEVADO La propuesta está enmarcada dentro de Arquitectura Pasiva y Sustentable con un alto grado de eficiencia energética, el cual pretende hacer el menor impacto ambiental, optando por elevar la infraestructura para no dañar irreparablemente el terreno (Ver Figura 36). CAPTACION Y UTILIZACIÓN DE ENERGIA SOLAR Se empleará placas solares (paneles solares) para generar Energía Primaria Renovable in situ para la propuesta Passivhaus (Ver Figura 37). FIGURA 35. VOLUMETRIA DE PROTOTIPO PASSIVHAUS . Fuente: Elaboración propia, 2023 FIGURA 36. PISO ELEVADO – PROPUESTA DE VIVIENDA PASSIVHAUS Fuente: Elaboración propia, 2023 FIGURA 37. DETALLE DE PLACAS SOLARES Fuente: Elaboración propia, 2023
52 PROPUESTA DE PROTOTIPO DE VIVIENDA PASSIVHAUS EN PERÚ CON EL USO DE MATERIALES DE BAJO IMPACTO AMBIENTAL Autor: Robert Bresnner Abarca Casós MÀSTER UNIVERSITARI EN CONSTRUCCIÓ AVANÇADA A L'EDIFICACIÓ 5.1.2.3.1 PLANTEAMIENTO TECNOLÓGICO CONSTRUCTIVO Sistema constructivo Poste Viga con madera Aguano Masha de bosques sostenibles para la conservación del entorno ecológico de la Amazonia Peruana. Este sistema se caracteriza por utilizar elementos sólidos, donde los pilares son anclados a dados de concreto para darle una mayor resistencia a sismos y otros acontecimientos naturales; los pilares se encargan de recibir los esfuerzos de la estructura a través de las vigas maestras, sobre las cuales descansan las viguetas que conforman los pisos. Por otro lado, las uniones son enlazadas mediante platinas o herrajes metálicas; ya que son conexiones que posibilitan el fácil desmontaje o cambio de elementos constructivos (Ver Figura 38 y 39). FIGURA 38. DETALLE DE PLATINAS Y HERRAJES Elaboración: Propia, 2023 La cubierta es de fibra vegetal con pigmentación verde de 2.00 m de largo y 0.95 m de ancho, colocada sobre correas y pares, que a su vez es soportada mediante la unión entre los pilares y viga de cumbrera, generando la cubierta de la vivienda Passivhaus (Ver Figura 39). FIGURA 39. DETALLE CONSTRUCTIVO DE CIMENTACIÓN – CUBIERTA DE PROTOTIPO Fuente: Elaboración propia, 2023
53 PROPUESTA DE PROTOTIPO DE VIVIENDA PASSIVHAUS EN PERÚ CON EL USO DE MATERIALES DE BAJO IMPACTO AMBIENTAL Autor: Robert Bresnner Abarca Casós MÀSTER UNIVERSITARI EN CONSTRUCCIÓ AVANÇADA A L'EDIFICACIÓ 5.1.2.4 PLANIMETRÍA El prototipo consta de 3 niveles que son conectados mediante una circulación vertical (caja de escaleras), posee una cimentación superficial garantizando su mantenimiento y reversibilidad. La planta baja presenta espacios de servicios complementarios, alojamiento y cubículos de investigadores; la primera planta está destinada a una sala de reuniones, áreas de ocio y meditación y alojamiento; finalmente la tercera planta consta de dos habitaciones (Ver Figura 40). El prototipo de vivienda Passivhaus cumple con las necesidades básicas para que los investigadores puedan cumplir con sus labores científicas diarias en la zona de amortiguamiento del Parque Nacional del Manú. Para un mayor detalle en cuanto a la distribución y planteamiento espacial y funcional ver conjunto de planos (Ver Anexo I). Z - 01 PLANO DE ZONIFICACIÓN DE LA PROPUESTA AR - 01 PLANTA DE DISTRIBUCIÓN - PLANTA BAJA AR - 02 PLANTA DE DISTRIBUCIÓN - PRIMERA PLANTA AR - 03 PLANTA DE DISTRIBUCIÓN - SEGUNDO PLANTA AR - 04 PLANO DE TECHOS AR - 05 CORTE A-A LONGITUDINAL AR - 06 CORTE B-B TRANSVERSAL AR - 07 ELEVACION FRONTAL AR - 08 ELEVACION LATERAL AR - 09 VISTAS 3D – RENDERS E - 01 ESTRUCTURAS I E - 02 ESTRUCTURAS II EME - 01 ESQUEMAS DE INSTALACIONES MECANICAS FIGURA 40. PLANIMETRIA 3D – PERSPECTIVAS Fuente: Elaboración propia, 2023 PLANTA BAJA PRIMERA PLANTA SEGUNDA PLANTA AXONOMETRÍA CORTES PERSPECTIVADOS
54 PROPUESTA DE PROTOTIPO DE VIVIENDA PASSIVHAUS EN PERÚ CON EL USO DE MATERIALES DE BAJO IMPACTO AMBIENTAL Autor: Robert Bresnner Abarca Casós MÀSTER UNIVERSITARI EN CONSTRUCCIÓ AVANÇADA A L'EDIFICACIÓ 5.1.2.5 ESTUDIO DE ASOLEAMIENTO El estudio de asoleamiento y geometría solar en la propuesta de vivienda Passivhaus, plantea un análisis crítico del comportamiento solar en la estación de invierno, primavera, verano y otoño, donde a partir del estudio de sombras propias y arrojadas del edificio se determinó la necesidad de control lumínico y las dimensiones de los aleros, ventanas y puertas. Por otro lado, se verifica los resultados obtenidos del programa Meteonorm en su versión 8, relacionado a la duración de radiación solar pico; tomando como estrategia que los vanos (ventanas) con mayor dimensión y paneles solares sean orientados hacia el norte para captar la mayor energía. Las imágenes muestran el asoleo del edificio durante los equinoccios y solsticios a distintas horas del día, donde a partir del comportamiento global del edificio se extrae los siguientes puntos: • La incidencia de radiación en la fachada Norte es fundamental sobre todo en meses de invierno, por lo que los vanos tendrán un comportamiento de triple acristalamiento para evitar captar energía sin perderla; además que la carpintería empleada en los marcos, presente rotura de puente térmico. • La fachada orientada a Norte deberá controlarse en el aspecto lumínico y térmico para aprovechar las ganancias solares (Ver Figura 41, 42 y 43). FIGURA 41. SOLSTICIO DE VERANO (21 DE JUNIO) Fuente: Elaboración propia, 2023 FIGURA 42. EQUINOCCIO PRIMAVERA (21 MARZO) Y EQUINOCCIO DE OTOÑO (21 SETIEMBRE) Fuente: Elaboración propia, 2023 FIGURA 43. SOLSTICIO DE INVIERNO (21 DE DICIEMBRE) Fuente: Elaboración propia, 2023 08:00 horas solares 12:00 horas solares 16:00 horas solares 08:00 horas solares 12:00 horas solares 16:00 horas solares 08:00 horas solares 12:00 horas solares 16:00 horas solares
55 PROPUESTA DE PROTOTIPO DE VIVIENDA PASSIVHAUS EN PERÚ CON EL USO DE MATERIALES DE BAJO IMPACTO AMBIENTAL Autor: Robert Bresnner Abarca Casós MÀSTER UNIVERSITARI EN CONSTRUCCIÓ AVANÇADA A L'EDIFICACIÓ 5 . 2 ANÁ L I S I S D E D A T O S 5 . 2 . 1 M O D E L A D O Y S I M U L A C I Ó N PHPP En este Ítem se detalla el proceso de incorporación de datos de la “Propuesta prototipo de Vivienda Passivhaus en Perú con materiales de bajo impacto ambiental” en el software PHPP (Passive House Planning Package), que posibilita la obtención de resultados para la certificación, teniendo la siguiente secuencia. 5.2.1.1 ESQUEMA SECUENCIA DE INTRODUCCIÓN DE DATOS PHPP Fuente: Elaboración propia, 2023 5.2.1.2 PROCEDIMIENTO DE INTRODUCCIÓN DE DATOS A EL SOFTWARE Debido a que la vivienda se encuentra en una zona climática Húmedo-Frio, debe cumplir con los criterios de calefacción que imparte Passivhaus Institut, donde la demanda de calefacción sea menor a 15 kWh/𝑚2𝑎ñ𝑜 o una carga total menor a 10 W/𝑚2 para ello se debe realizar el siguiente proceso: I. COMPROBACIÓN: Pestaña que presenta los datos relevantes del proyecto: ubicación, el número de viviendas y personas; así como los parámetros de confort térmico en invierno (21°C) y verano (25°C). La Estación Biológica (vivienda) tiene una capacidad de 6 personas, con un sistema constructivo en madera “poste-viga”. Dentro de este apartado presenta un cuadro de control, donde se verifica si los resultados cumplen con los parámetros del Estándar Passivhaus II. CLIMA: Los datos climáticos fueron extraídos del programa Meteonorm en su versión 8, los cuales posibilitan datos de temperatura exterior, radiación norte, este, sur oeste y la radiación horizontal, así como el punto de roció y la temperatura del cielo. Cabe resaltar que este programa incluye datos para el cálculo de carga y los valores necesarios para justificar los criterios de confort y de higiene imprescindibles para el estándar Passivhaus. X. CALEFACCIÓN ANUAL XI. CALEFACCIÓN XII. CARGA - C CALEFACCIÓN XIII. DISTRIBUCIÓN ACS SI CUMPLE CON CRITERIOS DE CALEFACCIÓN? XIV. ELECTRICIDAD XV. PER (ENERGIA PRIMARIA RENOVABLE) CASA PASIVA I. COMPROBACIÓN INICIO II. CLIMA III. VALORES DE “U” IV. SUPERFICIES VI. COMPONENTES VII. VENTANAS VIII. SOMBRAS IX. VENTILACIÓN •Muros Exterior = 0.282 W/𝑚2𝐾 •Cubierta = 0.147 W/𝑚2𝐾 •Piso = 0.261 W/𝑚2𝐾 •Muros Interior = 0.275 W/𝑚2𝐾 •Datos climáticos obtenidos de Meteonorm versión 8. Superficies de: •Muros •Cubierta •Piso V. PUENTE TÉRMICO
56 PROPUESTA DE PROTOTIPO DE VIVIENDA PASSIVHAUS EN PERÚ CON EL USO DE MATERIALES DE BAJO IMPACTO AMBIENTAL Autor: Robert Bresnner Abarca Casós MÀSTER UNIVERSITARI EN CONSTRUCCIÓ AVANÇADA A L'EDIFICACIÓ III. VALORES DE “U”: Esta pestaña sirve para el cálculo de transmitancia térmica U expresada en 𝑊/𝑚2. 𝑘 de los elementos constructivos de la envolvente: muro, piso y cubierta. El prototipo de vivienda pasiva - estación biológica, está realizado bajo un sistema constructivo sustentable – Construcción en Quincha Liviana en muros y un sistema compuesto para cubierta y piso; los valores de transmitancia térmica fueron determinados por datos técnicos de los materiales y estudios científicos. IV. SUPERFICIES: Dentro de este ítem se introduce los datos cualitativos y cuantitativos de las superficies de la envolvente térmica, estos valores fueron determinados por las características técnicas del proceso constructivo para muros (quincha mejorada), pisos y cubierta; cabe resaltar que los materiales planteados son recursos con baja huella de carbono. V. PUENTES TÉRMICOS: Según las características arquitectónicas de la propuesta de prototipo de vivienda Passivhaus, se identificaron seis puentes térmicos en toda la propuesta arquitectónica, donde tenemos: ▪ Puente Térmico Muro – Forjado ▪ Puente Térmico Pilar – Forjado ▪ Puente Térmico Viga – Cubierta ▪ Puente Térmico Cubierta - Pilar ▪ Puente Térmico Ventana - Muro ▪ Puente Térmico Puerta - Forjado Para hallar el valor del puente térmico se tiene que obtener los valores de flujo de calor, la variación de temperatura, la transmitancia térmica del cerramiento y longitud del cerramiento, estos datos fueron obtenidos del programa THERM en su versión 7.8 bajo la siguiente fórmula: Donde: Transmitancia térmica lineal del encuentro (W/m.K) 𝑡 Flujo de Calor (W) Variación de Temperatura interior/exterior (K) Transmitancia térmica del cerramiento (W/m2. k) longitud del cerramiento (m) VI. COMPONENTES: Pestaña para establecer las características del tipo de acristalamiento (transmitancia térmica, valor de g) y la carpintería planteada en marcos de ventana para el prototipo. Para la propuesta se empleará un acristalamiento triple (vidrio incoloro 4 mm + cámara de argón de 90% 16 mm + vidrio incoloro 4 mm + cámara de argón de 90% 16 mm + vidrio incoloro 4 mm) con marco de madera. VII. VENTANAS: Ítems que detalla las dimensiones y orientaciones de las ventanas, incorporando las características del tipo de vidrio del apartado de componentes (transmitancia térmica, puente térmico, valor de g (factor solar), cantidad de cristales, espesor: determinando el indicador de temperatura en la superficie de la ventana, de esta forma cuantificar las pérdidas por transmisión en periodo de calefacción y ganancia de calor por radiación solar. VIII. SOMBRAS: Cálculo de los factores de sobra que afectan al prototipo de vivienda, relacionado al horizonte (altura del objeto que causa la sombra y la distancia horizontal), telares (profundidad de telares y distancia al borde del vidrio) y voladizos o volados. Ψ=Φt ΔT − ΣU ∗ b
57 PROPUESTA DE PROTOTIPO DE VIVIENDA PASSIVHAUS EN PERÚ CON EL USO DE MATERIALES DE BAJO IMPACTO AMBIENTAL Autor: Robert Bresnner Abarca Casós MÀSTER UNIVERSITARI EN CONSTRUCCIÓ AVANÇADA A L'EDIFICACIÓ IX. VENTILACIÓN: En este apartado se ingresa los datos del tipo de ventilación a utilizar; de acuerdo a las características de la envolvente térmica y la estanqueidad de la propuesta, se plantea realizar una ventilación mecánica con recuperador de calor de doble flujo (flujo de impulsión y extracción); donde el aire viciado es extraído de zonas húmedas para evitar que se expanda por toda la vivienda, por otro lado, el flujo de impulsión abastece con aire nuevo las zonas secas. X. CALEFACCIÓN ANUAL: XI. CALEFACCIÓN MENSUAL: Hoja de cálculo de calefacción anual y mensual, donde se determina el balance energético demanda de calefacción, en este apartado se establecen los meses que requieren de calefacción. El prototipo al encontrarse en una zona climática friohúmedo, requiere de un sistema de calefacción en todo el año. XII. HOJA DE “CARGA DE CALEFACCIÓN (C) ”: Pestaña de cálculo de la carga de calefacción máxima del edificio, en este apartado se tiene en cuenta, además de las perdidas, las ganancias de calor y la inercia térmica. Para tal efecto se realizó el cálculo de la carga total de calor (𝑃𝑃) (carga por transmisión más carga de ventilación) más la carga térmica total (𝑃𝐺) (cargas solares más carga interna de calor). Donde la carga de calefacción seria la diferencia entre carga total de calor (𝑃𝑃) y cargas térmicas (𝑃𝐺). El programa de información meteorológica Meteonorm en su versión 8, interpola datos climáticos para diferentes zonas, proporcionando valores para el cálculo de carga de calefacción. XIII. DISTRIBUCIÓN DE ACS: Ítem donde se determina la demanda de energía útil para Agua Caliente Sanitaria (ACS), distribución de calefacción y las pérdidas de calor de los sistemas de almacenaje. XIV. ELECTRICIDAD: Sección para determinar la demanda de energía eléctrica para los aparatos que funcionan en el prototipo de vivienda tanto para la zona de alojamiento, área de estancia y de investigación, incluyendo energías auxiliares. XV. ENERGIA PRIMARIA RENOVABLE (PER): Hoja de cálculo para determinar el valor de la energía primaria renovable que posibilita que la propuesta prototipo sea auto eficiente, generando su propia energía; para tal efecto se tomó como estrategia captar energía solar mediante paneles solares.
64 PROPUESTA DE PROTOTIPO DE VIVIENDA PASSIVHAUS EN PERÚ CON EL USO DE MATERIALES DE BAJO IMPACTO AMBIENTAL Autor: Robert Bresnner Abarca Casós MÀSTER UNIVERSITARI EN CONSTRUCCIÓ AVANÇADA A L'EDIFICACIÓ 5.2.2.2.4 VANOS 5.2.2.2.4.1 MARCO DE MADERA Los valores de marco con rotura de puente térmico se determinaron de acuerdo a la base de datos del PHPP, donde se tomaron valores estándares para carpintería de madera (Ver Anexo II), por otro lado como estrategia de diseño, se tiene una pestaña de madera que envuelve el revoque exterior e interior del muro de quincha para evitar una variación de la resistencia térmica por cambio de material (Ver Figura 49). FIGURA 49. DETALLE MARCO DE VENTANA Fuente: Elaboración propia, 2023 5.2.2.2.4.2 VIDRIOS Los vidrios o acristalamientos se determinaron mediante el programa ColumneLive el cual posibilita los valores de transmitancia térmica (U) y el factor solar (g) que son requisitos para el programa PHPP; teniendo como resultado un compuesto de triple cristal incoloro de 4mm de espesor con cámara de gas de 16 mm (gas argón al 90%); donde la transmitancia térmica calculada es de 1.7 W/(m²K) y un factor solar de 0.68 (Ver Tabla 16). TA B L A 1 6 . VALORE S DE ACRISTAL AMIENT O – VANOS Acristalamiento Acristalamiento recomendado para empezar la planificación ID Descripción Valor g Valor-U W/(m²K) 01 Vidrio Triple (V4mm+CA(Ar al 90%)16MM+V4mm+CA(Ar al 90%)16MM+V4mm) 0.68 1.70 Fuente: Elaboración propia en el programa PHPP, 2023 El cristal planteado es un vidrio templado de aspecto neutro e incoloro con una mínima reflexión al exterior e interior (20%), con una transmisión luminosa del 73% y una transmisión energética del 59% (Ver Figura 50). FIGURA 50. VIDRIO TRIPLE Fuente: ColumneLive, 2023 Según los estándares de Passivhaus Institut, recomienda que la pérdida a través del vidrio y la carpintería de las ventanas no debe superar el 0.8 W/(m²K), ya que es el elemento más débil energéticamente de la piel de una vivienda. Sin embargo se admite un nivel medio (<2.0 W/m²K), si ayuda a evitar la frecuencia de sobrecalentamiento de la vivienda; dato validado en el programa PHPP.
65 PROPUESTA DE PROTOTIPO DE VIVIENDA PASSIVHAUS EN PERÚ CON EL USO DE MATERIALES DE BAJO IMPACTO AMBIENTAL Autor: Robert Bresnner Abarca Casós MÀSTER UNIVERSITARI EN CONSTRUCCIÓ AVANÇADA A L'EDIFICACIÓ 5.2.2.3 ANÁLISIS ENERGÉTICO Los criterios planteados anteriormente tienen como objetivo cuantificar los conceptos, estrategias y recomendaciones del estándar Passivhaus, para una propuesta de vivienda de bajo consumo energético con materiales de bajo impacto ambiental; en la tabla se detalla los resultados de la simulación energética (Ver Tabla 17). TA B L A 1 7 . V AL ORES ESPECÍ FI COS DE LA VIVIENDA CO N RE FE RENCI A A LA SUPE RFI CI E ENERG É TICA CRITERIO CRITERIO ALTERNATIVO Superficie de referencia energética m² 395.19 ¿Cumplido? Calefacción Demanda de calefacción kWh/(m²a) 12.6 ≤ 15 - Sí Carga de calefacción W/m² 5.34 ≤ - 10 Refrigeración Demanda refrigeración kWh/(m²a) - ≤ - - - Carga de refrigeración W/m² - ≤ - - Frecuencia de sobrecalentamiento (> 25 °C) % 6.92 ≤ 10 Sí Frecuencia excesivamente alta humedad (> 12 g/kg) % 0.00 ≤ 20 Sí Hermeticidad Resultado ensayo presión n50 1/h 0.60 ≤ 0.6 Sí Energía Primaria no renovable EP) Demanda EP kWh/(m²a) ≤ - - Energía Primaria Renovable (PER) Demanda PER kWh/(m²a) 28.98 ≤ 30 29 Sí kWh/(m²a) 120.96 ≥ 120 118 Fuente: Programa PHPP, 2023 De acuerdo a los resultados se cuenta con una casa pasiva con certificación Premium que genera energía de forma limpia mediante fuentes renovables; la vivienda requiere de un sistema de calefacción que permita el confort térmico en la vivienda. 5.2.2.3.1 DEMANDA DE CALEFACCIÓN Se cuenta con una demanda de calefacción de 12.6 kWh/(m2a), el cual asciende a 4 960 kWh al año (Ver Tabla 18 y Figura 51), cálculo realizado en el software PHPP, el cual determina la cantidad de energía necesaria que requiere el prototipo de vivienda passivhaus para mantener la temperatura por encima de 21°C. Este valor es importante ya que genera el resultado del balance entre pérdidas y ganancias de calor. Cabe resaltar que cumple con las exigencias del estándar passivhaus estando por debajo de lo establecido (≤ 15 kWh/m2a). TA B L A 1 8 . D EM ANDA DE CALE FACCIÓN MEN SUAL Ene. Feb. Mar. Abril Mayo Jun. Jul. Ago. Sept. Oct. Nov Dic. Año Total de pérdidas específicas 6.4 5.7 6.4 5.7 6.7 7.2 7.8 6.8 5.9 6.1 5.6 6.1 76.4 kWh/m² Total de ganancias específicas solares internos 4.8 4.1 5.2 8.5 10.4 10.3 10.5 9.2 7.0 4.8 4.7 4.8 84.3 kWh/m² Grado de aprovechamiento 93% 94% 91% 64% 62% 66% 70% 69% 76% 92% 90% 92% 76% Demanda de calefacción 751 724 633 103 99 151 207 174 224 682 539 675 4960 kWh Demanda especifica de calefacción 1.9 1.8 1.6 0.3 0.3 0.4 0.5 0.4 0.6 1.7 1.4 1.7 12.6 kWh/m² Fuente: Elaboración programa PHPP, 2023 FIGURA 51. DEMANDA DE CALEFACCIÓN MENSUAL Fuente: Elaboración programa PHPP, 2023 0 2 4 6 8 10 12 Enero Febrero Marzo Abril Mayo Junio Julio AgostoSeptiembreOctubreNoviembreDiciembre Pérdidas, ganancias específicas demanda de calefacción [kWh/(m²month)] Total de ganancias específicas solares+internas
66 PROPUESTA DE PROTOTIPO DE VIVIENDA PASSIVHAUS EN PERÚ CON EL USO DE MATERIALES DE BAJO IMPACTO AMBIENTAL Autor: Robert Bresnner Abarca Casós MÀSTER UNIVERSITARI EN CONSTRUCCIÓ AVANÇADA A L'EDIFICACIÓ En la gráfica se visualiza en balance energético de calefacción, tanto para pérdidas como ganancias de calor (Ver Figura 52). FIGURA 52. BALANCE ENERGÉTICO DE CALEFACCIÓN – METODO ANUAL Fuente: Elaboración programa PHPP, 2023 • Pérdidas Estos valores se generaron por transmisión, a través de la envolvente térmica (18.8 kWh/m²a), puentes térmicos (0.4 kWh/m²a) , infiltraciones por ventanas (6.8 kWh/m²a) y por la ventilación (4.7 kWh/m²a), en la imagen se observa que las pérdidas de calor por puentes térmicos están controladas teniendo un valor mínimo, caso contrario se observa en las pérdidas en la envolvente y ventanas; es importante precisar que los valores de pérdidas son admitidos dentro de los parámetros de estándar passivhaus. • Ganancias Valores generados por fuentes de calor internas y ganancias solares; las ganancias internas se establecieron por el uso de electrodomésticos y las transferencias de calor por el cuerpo humano (4.9 kWh/m²a), así como las ganancias solares de calor (8.3 kWh/m²a) captada por los vanos procedentes en mayor medida de la fachada norte. 5.2.2.4 SISTEMAS DE CLIMATIZACIÓN EFICIENTES EN LA VIVIENDA De acuerdo a las necesidades de calefacción y generación de energía primaria, que genera un sistema de climatización integral que permite obtener: calefacción, aire acondicionado y agua caliente sanitaria mediante los siguientes sistemas: • Ventilación Mecánica Controlada con recuperador de calor • Aerotermia Bomba de calor Aire – Agua • Panales Solares 5.2.2.4.1 VENTILACIÓN MECÁNICA CONTROLADA CON RECUPERACIÓN DE CALOR Se ha planteado una ventilación mecánica controlada con recuperador de calor que garantiza un aire interior de calidad y recupera hasta un 90% de la energía, este sistema permite que el aire que entra del exterior este controlado y limpio, extrayendo el aire viciado y renovando con aire nuevo; mejorando las condiciones de salubridad en la vivienda, asegurando el confort de los habitantes y consumiendo un mínimo de energía mediante la ventilación controlada de doble flujo. Un sistema de doble flujo se compone de dos circuitos de conductos, uno para el flujo de impulsión y otro para el flujo de extracción. La particularidad de este sistema es impulsar el aire nuevo a temperaturas próximas del aire interior, hecho que permite un ahorro de energía. El aire viciado se extrae de las zonas húmedas de la vivienda prototipo: cocina, SS.HH, depósitos y cuarto técnico, evitando que este aire se expanda por toda la vivienda; en cambio el flujo de impulsión alimenta con aire nuevo a estancias secas: habitaciones, áreas de estancia y de investigación. 0.0 12.6 4.9 8.3 4.7 0.4 0.0 6.2 0.00.00.0 2.4 4.2 0.0 7.8 0.2 0 5 10 15 20 25 30 Pérdidas Ganancias Flujos de calor [kWh/(m²a)] . Balance energético demanda de calefacción (método anual) Ganancias de calor no utilizables Muro ext. - aire ext. Techo / cubierta - Aire ext. Solera / losa piso / forjado sanitario Ventanas Puerta exterior Pérdidas de calor por puentes térmicos Ventilación Ganancias solares de calor Ganancias internas de calor Demanda calefacción
67 PROPUESTA DE PROTOTIPO DE VIVIENDA PASSIVHAUS EN PERÚ CON EL USO DE MATERIALES DE BAJO IMPACTO AMBIENTAL Autor: Robert Bresnner Abarca Casós MÀSTER UNIVERSITARI EN CONSTRUCCIÓ AVANÇADA A L'EDIFICACIÓ La red de extracción e impulsión se reúnen en una sola caja (plenum), donde se encuentra un intercambiador, en este proceso no se produce ninguna mezcla de aire sino una transferencia de calor. La VMC (Ventilación Mecánica Controlada) de doble flujo reduce considerablemente el consumo asociado a la ventilación y evita molestias por humedad relativa. En la siguiente gráfica se aprecia el funcionamiento de sistema de ventilación mecánica controlada plateado para la vivienda Passivhaus, donde mediante la incorporación de dos intercambiadores de calor, generan las condiciones necesarias en términos de salud y confort (Ver Figura 53). FIGURA 53. SISTEMA DE VMC PARA VIVIENDA PROTOTIPO ` Fuente: Elaboración propia, 2023 5.2.2.4.2 AEROTERMIA – BOMBA DE CALOR AIRE AGUA El sistema planteado para calefacción y producción de agua caliente sanitaria (ACS), se realiza mediante el sistema de aerotermia, el cual producirá tanto calor como frio mediante una bomba de calor aire-agua con acumulador de 250 litros; esta bomba o también denominada bomba aerotérmica obtiene el calor del aire exterior y lo transmiten a un circuito de agua; con el objetivo de elevar su temperatura y ser disipado por todos los ambientes mediante pisos radiantes. De acuerdo a la particularidad de la vivienda passivhaus, implementar la aerotermia permite que la energía del medio ambiente sea aprovechada de forma gratuita (aire), donde por cada 1 kW eléctrico que consume proporciona entre 3 y 4 kW térmicos y funciona completamente libre de CO₂. Los equipos que interviene para el sistema de aerotermia son: una bomba de calor, torre hidráulica encargada de regular y apoya la producción de ACS y el emisor térmico (piso radiante); estos equipos están ubicados en el área de cuarto técnico de la propuesta de vivienda Passivhaus (Ver Figura 54). FIGURA 54. UBICACIÓN SISTEMA DE AEROTÉRMIA Fuente: Elaboración programa PHPP, 2023 Por otro lado combinar tecnología de aerotermia con instalaciones fotovoltaicas generan un sistema eficiente, generando la optimización energética, aprovechamiento máximo de energía fotovoltaica y reduce al mínimo el gasto energético de nuestra vivienda. Cuarto Técnico y ambiente de Instalaciones
68 PROPUESTA DE PROTOTIPO DE VIVIENDA PASSIVHAUS EN PERÚ CON EL USO DE MATERIALES DE BAJO IMPACTO AMBIENTAL Autor: Robert Bresnner Abarca Casós MÀSTER UNIVERSITARI EN CONSTRUCCIÓ AVANÇADA A L'EDIFICACIÓ 5.2.2.4.3 CÁLCULO DE PANELES SOLARES El cálculo para determinar el número de paneles solares se realizó mediante el método del código técnico de la edificación, este sistema funcionara conjuntamente con el sistema de aerotermia, generando un sistema más eficiente. ENERO FEBRERO MARZO ABRIL MAYO JUNIO JULIO AGOSTO SEPTIEMBRE OCTUBRE NOVIEMBRE DICIEMBRE Demanda Litros l/día 151.2 151.2 151.2 151.2 151.2 151.2 151.2 151.2 151.2 151.2 151.2 151.2 Demanda Energética Kcal /día 10357.2 7333.2 7333.2 7333.2 7333.2 7333.2 7333.2 7333.2 7333.2 7333.2 7333.2 7333.2 Demanda Energética MJ/día 43.36 30.70 30.70 30.70 30.70 30.70 30.70 30.70 30.70 30.70 30.70 30.70 Demanda Energética KWH/día 12.04 8.52 8.52 8.52 8.52 8.52 8.52 8.52 8.52 8.52 8.52 8.52 Temperatura de Red 11.5 11.5 11.5 11.5 11.5 11.5 11.5 11.5 11.5 11.5 11.5 11.5 Temperatura de Servicio 80 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 Temperatura de Ambiente (T° Media) 12.9 12.9 12.9 12.3 10.9 9.4 8.6 10.7 12.2 13.1 13.8 13.1 Radiación Solar (atlas de Barcelona) 7.67 6.38 7.12 7.87 7.79 7.52 7.35 6.79 6.49 6.22 6.32 6.1 Radiación Solar Efectiva (0.94) 7.2098 5.9972 6.6928 7.3978 7.3226 7.0688 6.909 6.3826 6.1006 5.8468 5.9408 5.734 Horas de Sol de Radiación Solar 2.5 2.5 3.8 4 4.4 5 6.8 5.8 4.8 4.8 4.1 3.8 Intensidad Solar (1h) 801.09 666.36 489.24 513.74 462.29 392.71 282.23 305.68 353.04 338.36 402.49 419.15 Rendimiento Panel solar 0.41 0.46 0.36 0.37 0.32 0.23 0.03 0.11 0.21 0.20 0.29 0.30 Rendimiento por la radiación MJ/m2 2.93 2.74 2.40 2.75 2.35 1.65 0.20 0.69 1.27 1.14 1.71 1.71 Necesidades energéticas (m2) 14.79 11.20 12.79 11.16 13.09 18.62 156.58 44.31 24.18 26.82 17.98 17.94 Área del captador 2.30 2.30 2.30 2.30 2.30 2.30 2.30 2.30 2.30 2.30 2.30 2.30 # de captadores 6.43 4.87 5.56 4.85 5.69 8.09 68.08 19.27 10.51 11.66 7.82 7.80 Promedio 13.39 Asegurar el 60% de la demanda energética según CTE 8.03 DATOS UNIDADES Numero de Captadores 8.03 UND Superficie útil a montar (Promedio de 2.25 de área del captador) 2.30 x Unidad 18.47 M2 DEMANDA EN LITROS # Viviendas Valor de # de Ocupación Factor de Centralización Litro Necesarios Diarios x Persona 1 6 0.9 28 Según los cálculos se tiene 8 paneles solares que permite el autoconsumo, no solo en electricidad sino también en climatización y ACS; para abastecer el volumen de acumulación se necesitará dos acumuladores de 250 litros, ubicados en el cuarto técnico y ambiente de instalaciones (Ver Figura 53). ESQUEMA DEL SISTEMA
69 PROPUESTA DE PROTOTIPO DE VIVIENDA PASSIVHAUS EN PERÚ CON EL USO DE MATERIALES DE BAJO IMPACTO AMBIENTAL Autor: Robert Bresnner Abarca Casós MÀSTER UNIVERSITARI EN CONSTRUCCIÓ AVANÇADA A L'EDIFICACIÓ DESCRIPCIÓN Primer prototipo de vivienda para una Estación Biológica, construida conceptualmente dentro una zona de amortiguamiento del Parque Nacional de Manú, con la utilización de materiales de bajo impacto ambiental que se encuentra en la zona. Sistema estructural en madera con tabiquería de quincha contemporánea, con la utilización de aislamiento de lana de oveja de origen orgánico, paja de trigo aglomerado y aislante de fibra de madera. UBICACIÓN: Paucartambo, Cusco, Perú ARQUITECTURA: Arqto. Robert Bresnner Abarca Casós TIPO DE CONSTRUCCIÓN: Construcción con Materiales de bajo impacto ambiental AÑO DE ELABORACIÓN DEL PROYECTO: 2023 5.2.2.5 FICHA TÉCNICA PROPUESTA DE PROTOTIPO DE VIVIENDA PASSIVHAUS EN PERÚ FIGURA 55. PROPUESTA PROTOTIPO DE VIVIENDA PASSIVHAUS EN PERÚ Fuente: Elaboración propia, 2023 CRITÉRIO DE ANÁLISIS ENVOLVENTE TÉRMICA – SISTEMA MECÁNICO – VALORES PHPP – INFORMACIÓN ADICIONAL ENVOLVENTE TÉRMICA PARED EXTERIOR Muro de quincha contemporánea de 21 cm, realizada in situ con aislamiento de lana de oveja y paja de trigo aglomerado. Valor U = 0.282 W/(m²K) PISO ELEVADO Piso Compuesto de Madera con aislamiento de fibra de madera de 10 cm. Valor U = 0.261 W/(m²K) TECHO Techo compuesto de madera de 31 cm, con aislamiento de lana de oveja y fibra de madera. Valor U = 0.147 W/(m²K) SISTEMA MECÁNICO VENTILACIÓN Ventilación Mecánica Controlada con recuperador de calor INSTALACIÓN DE CALEFACCIÓN Paneles solares conectados a una bomba de calor Aire – Agua (aerotermia) que abastece a un sistema de suelo radiante. VALORES PHPP HERMETICIDAD 𝑛50 = 1 /h = 0.6 DEMANDA ANUAL DE CALEFACCIÓN 12.6 kWh/𝑚2𝑎ñ𝑜 calculado según PHPP CARGA DE CALEFACCIÓN 5 W/𝑚2 DEMANDA DE PER (Energía primaria renovable) 121 kWh/𝑚2𝑎ñ𝑜 en instalación de calefacción, agua caliente sanitaria, electricidad domiciliaria y electricidad auxiliar. INFORMACIÓN ADICIONAL ASPECTOS ECOLÓGICOS Arquitectura Sustentable de carácter renovable y de baja huella de carbono, con balance positivo de CO2. P E R Ú
70 PROPUESTA DE PROTOTIPO DE VIVIENDA PASSIVHAUS EN PERÚ CON EL USO DE MATERIALES DE BAJO IMPACTO AMBIENTAL Autor: Robert Bresnner Abarca Casós MÀSTER UNIVERSITARI EN CONSTRUCCIÓ AVANÇADA A L'EDIFICACIÓ 5.2.2.6 COMPARATIVA DE COSTOS VIVIENDA TRADICIONAL VS VIVIENDA PASIVA EN PERÚ PRESUPUESTO PROPUESTA DE PROTOTIPO DE VIVIENDA PASSIVHAUS EN PERU CON EL USO DE MATERIALES DE BAJO IMPACTO AMBIENTAL Lugar CUSCO - PAUCARTAMBO - PAUCARTAMBO VIVIENDA TRADICIONAL VIVIENDA PASSIVHAUS Ítem Descripción Parcial S/. Parcial S/. 01 OBRAS PROVISIONALES, TRABAJOS PRELIMINARES, SEGURIDAD Y SALUD 3,910.68 3,910.68 01.01 OBRAS PRELIMINARES, TRABAJOS PRELIMINARES 3,910.68 3,910.68 01.01.01 CONSTRUCCIONES PROVISIONALES 485.38 485.38 01.01.02 INSTALACIONES PROVISIONALES 307.17 307.17 01.01.03 TRABAJOS PRELIMINARES 387.30 387.30 01.01.04 TRAZO, NIVELES Y REPLANTEO 2,730.83 2,730.83 02 ESTRUCTURAS 69,181.25 69,181.25 02.01 MOVIMIENTO DE TIERRAS 1,123.56 1,123.56 02.01.01 NIVELACION DE TERRENO 711.36 711.36 02.01.02 EXCAVACIONES 370.50 370.50 02.01.03 RELLENOS 31.25 31.25 02.01.04 ELIMINACION DE MATERIAL EXCEDENTE 10.45 10.45 02.02 OBRAS DE CONCRETO SIMPLE 235.89 235.89 02.02.01 SOLADO 235.89 235.89 02.03 OBRAS DE CONCRETO ARMADO 6,034.97 6,034.97 02.03.01 DADOS DE CONCRETO 6,034.97 6,034.97 02.04 ESTRUCTURA DE MADERA 61,786.83 61,786.83 02.04.01 COLUMNAS O PILARES 17,113.63 17,113.63 02.04.02 VIGAS 33,565.50 33,565.50 02.04.03 PARES 6,834.60 6,834.60 02.04.04 CORREAS 4,273.10 4,273.10 03 ARQUITECTURA 162,539.34 182,565.32 03.01 MUROS Y TABIQUES DE ALBAÑILERIA 51,263.35 44,414.31 03.01.01 MUROS CON EL SISTEMA DE CONSTRUCCIÓN EN SECO MADERA 51,263.35 - MUROS CON MATERIALES DE BAJO IMPACTO AMBIENTAL - 44,414.31 REVOQUES Y REVESTIMIENTOS - 10,934.79 REVOQUE DE TEIERRA - 10,934.79 03.02 PISOS Y PAVIMENTOS 62,830.24 66,760.49 03.02.01 PISOS 62,830.24 66,760.49 03.03 ZOCALOS Y CONTRAZOCALOS 7,630.12 7,630.12 03.03.01 CONTRAZOCALOS 7,630.12 7,630.12 03.04 COBERTURAS 16,462.69 22,622.67 03.04.01 COBERTURA 16,462.69 22,622.67
71 PROPUESTA DE PROTOTIPO DE VIVIENDA PASSIVHAUS EN PERÚ CON EL USO DE MATERIALES DE BAJO IMPACTO AMBIENTAL Autor: Robert Bresnner Abarca Casós MÀSTER UNIVERSITARI EN CONSTRUCCIÓ AVANÇADA A L'EDIFICACIÓ 03.05 CARPINTERIA DE MADERA 18,972.99 24,822.99 03.05.01 PUERTAS 4,130.00 10,280.00 03.05.02 VENTANAS 5,700.00 8,400.00 03.05.03 MAMPARAS 4,500.00 1,350.00 03.05.04 ESCALERAS DE MADERA 1,350.00 1,500.00 03.05.05 BARANDAS 3,292.99 3,292.99 03.06 CERRAJERIA 2,357.96 2,357.96 03.06.01 BISAGRAS 1,069.96 1,069.96 03.06.02 CERRADURAS 1,288.00 1,288.00 03.07 PINTURA 2,905.30 2,905.30 03.07.01 PINTURA DE PUERTAS 494.62 494.62 03.07.02 PINTURA DE VENTANAS 708.82 708.82 03.07.03 PINTURA DE CONTRAZOCALOS Y BARANDAS 1,701.86 1,701.86 03.08 LIMPIEZA Y JARDINERIA 116.69 116.69 03.08.01 LIMPIEZA FINAL 39.13 39.13 03.08.02 LIMPIEZA DE VIDRIOS 23.63 23.63 03.08.03 LIMPIEZA DE PISOS 53.93 53.93 COSTO DIRECTO 235,631.27 255,657.25 INTALACIONES SANITARIAS (6%) 14,137.88 15,339.44 INSTALACIONES ELECTRICAS Y MECANICAS (15%) 23,563.13 25,565.73 INSTALACIONES DE COMUNICACIONES (4%) 9,425.25 10,226.29 _____________________________________ SUB TOTAL CD 282,757.53 306,788.71 GASTOS GENERALES (15%) 42,413.63 46,018.31 UTILIDADES (10%) 28,275.75 30,678.87 _____________________________________ SUB TOTAL 353,446.91 383,485.89 IGV (19%) 67,154.91 72,862.32 _____________________________________ TOTAL DEL PRESUPUESTO S/. 420,601.82 S/. 456,348.21 DIFERENCIA DE PRESUPUESTOS S/. 35, 746.39 Soles El presente presupuesto, se manifiesta el costo de una vivienda tradicional comparada con la propuesta de prototipo de vivienda Passivhaus en Perú con el uso de materiales de bajo impacto ambiental, realizado de acuerdo al metrado del proyecto propuesto; donde una vivienda convencional costaría S/. 420,601.82 e incorporando las características del estándar passivhaus ascendería a S/. 456,348.21 teniendo una diferencia de 35,746.39 soles el cual representa el 8.5 % de sobrecoste, adecuado para un tiempo prologando de uso del prototipo y las condiciones de autosostenibilidad que presenta la propuesta. Cabe destacar que este incremento de precio se debe a la incorporación de aislamientos y mejores prestaciones en ventanas y puertas como se detalla en los anexos (Ver Anexo V).
72 PROPUESTA DE PROTOTIPO DE VIVIENDA PASSIVHAUS EN PERÚ CON EL USO DE MATERIALES DE BAJO IMPACTO AMBIENTAL Autor: Robert Bresnner Abarca Casós MÀSTER UNIVERSITARI EN CONSTRUCCIÓ AVANÇADA A L'EDIFICACIÓ 5.2.2.7 AMORTIZACIÓN DE COSTOS En este apartado se realiza la amortización de la instalación de paneles solares, de acuerdo a la demanda de ahorro energético que se tiene en la vivienda, cabe resaltar que este cálculo se realizó de acuerdo al método del código técnico: • CALCULO DE PRESUPUESTO PRESUPUESTO DATOS IMAGEN PRECIO (UND) CANTIDAD PRECIO TOTAL Numero de Captadores 8.03 1,912.50 8 15,300.00 Superficie útil a montar (Promedio de 2.25 de área del captador) 18.07 Rango Volumen de Acumulación total (Oscila entre 50 a 75 litros de acumulación x m2 de Captador) 903.54 – 1355.31 Volumen de Acumulación x cada vivienda 250 litros 4,440.90 28 8,881.80 PRECIO TOTAL (Soles) 24,181.80 • DEMANDA DE AHORRO Demanda Energético KWH/día Días/años 60% Demanda Demanda Ahorro (KWh) 8.82 365 0.6 1930.63 KWh • RESUMEN DE PRESUPUESTO Presupuesto 24,181.80 Soles • AMORTIZACIÓN Presupuesto Demanda Ahorro Costo KWh/año Años de Amortización Años 24,181.80 1930.63 0.88 14.2 14.0 Años de Amortización ____________________________________________________________ Se cuenta con 14 años de amortización por la instalación de paneles solares y acumuladores de ACS, el cual asciende a 24,181.80 soles, que se encuentra incluido en el presupuesto. Cabe destacar que este periodo de amortización es óptimo para la tipología que se plantea y es el ahorro que se cuenta por la energía que utiliza el edificio para funcionar. D= 𝐷𝑎𝑡𝑜 𝐶𝑎𝑙𝑐𝑢𝑙𝑎𝑑𝑜 𝑥 𝐾𝑊ℎ 𝑑𝑖𝑎 𝑥365 𝑑𝑖𝑎 𝑎ñ𝑜 𝑥 0.6 A=𝑃𝑟𝑒𝑠𝑢𝑝𝑢𝑒𝑠𝑡𝑜 𝐷𝑒𝑚𝑎𝑛𝑑𝑎 𝑥 𝐶𝑜𝑠𝑡𝑜 𝑘𝑤ℎ/𝑎ñ𝑜
73 PROPUESTA DE PROTOTIPO DE VIVIENDA PASSIVHAUS EN PERÚ CON EL USO DE MATERIALES DE BAJO IMPACTO AMBIENTAL Autor: Robert Bresnner Abarca Casós MÀSTER UNIVERSITARI EN CONSTRUCCIÓ AVANÇADA A L'EDIFICACIÓ 5.2.2.8 EVALUACIÓN DE IMPACTO AMBIENTAL, SOCIAL Y ECONÓMICO El impacto ambiental, social y económico que genera la “Propuesta de prototipo de vivienda Passivhaus” se encuentra enmarcada dentro de los pilares de la sostenibilidad, para ello se ha desarrollado un análisis bajo estos aspectos. 5.2.2.8.1 IMPACTO AMBIENTAL Mediante el Metodología CONESA se analiza el impacto ambiental que genera el proyecto; esta matriz analítica asigna la importancia (I) de cada impacto ambiental en la ejecución de la vivienda, se establece en cada una de sus etapas de acuerdo al siguiente algoritmo: ALGORITMO I= (3IN+2EX+MO+PE+RV+SI+AC+EF+PR+MC) Intensidad Extensión Momento Persistencia Reversibilidad Sinergia Acumulación Efecto Periodicidad Recuperabilidad TA B L A 1 9 . RANGOS PAR A E L C ÁLCU LO DE LA IMP ORTANCI A AMBIE NTA L CRITERIO/RANGO CAL IF. CRITERIO/RANGO CA LIF. CRITERIO/RANGO CA LIF. INTENSIDAD (IN) Baja Media Alta Muy Alta Total 1 2 4 8 12 EXTENSIÓN (EX) Puntual Parcial Extensa Total Crítica 1 2 4 8 (+4) MOMENTO (MO) (Manifestación) Largo Plazo Mediano Plazo Inmediato Critico 1 2 4 (+4) PERSISTENCIA (PE) Fugaz Temporal Permanente 1 2 4 REVERSIBILIDAD (RV) Corto Plazo Medio Plazo Irreversible 1 2 4 SINERGIA (SI) Sin sinergia/simple Sinérgico Muy Sinérgico 1 2 4 ACUMULACIÓN (AC) Simple Acumulativo 1 4 EFECTO (EF) Indirecto (secundario) Directo 1 4 PERIODICIDAD (PR) Irregular/aperiódico Periódico Continuo 1 2 4 RECUPERABILIDAD (MC) Recuperable inmediata Recuperable a medio plazo Mitigable o Compensable Irrecuperable 1 2 4 8 Naturaleza Impacto Benéfico Impacto Perjudicial + - De acuerdo a los parámetros establecidos en la metodología CONESA, en la siguiente tabla se detalla el impacto que genera el prototipo de vivienda passivhaus (Ver Tabla 20). TA B L A 20 . IMPACTO AMBIEN TAL VI VIENDA PAS SI VH AUS - MATRIZ MÉ TODO CONESA IMPACTO NAT IN EX MO PE RV SI AC EF PR MC IMPOR TANCIA IMPACTO Reducción cobertura vegetal Negativo (-) 1 1 4 1 1 1 1 1 1 2 17 Deterioro del paisaje Negativo (-) 1 1 4 2 1 1 1 1 1 4 20 Contaminación agua por sólidos Negativo (-) 2 2 2 2 2 1 1 1 2 2 23 Emisiones de CO2 por material empleado en la construcción Negativo (-) 2 2 1 2 2 1 1 1 2 4 24 Contaminación suelo por residuos sólidos Negativo (-) 1 1 4 1 2 1 1 4 2 2 22 Amenaza a la Flora Negativo (-) 1 1 1 1 4 1 1 1 4 4 22 Amenaza a la Fauna Negativo (-) 1 1 1 1 4 1 1 1 4 4 22 Fuente: Elaboración propia, 2023 Leyenda Indicadores Método CONESA Inferiores a 25 son irrelevantes o compatibles con el ambiente Entre 25y 50 son impactos moderados. Entre 50 y 75 son severos Superiores a 75 son críticos El impacto ambiental que genera el prototipo de vivienda passivhaus es “irrelevante o compatible con el medio ambiente” ya que todos los parámetros de importancia cuentan con un indicador inferior a 25, siendo un proyecto viable y sostenible.
GSPublisherVersion 0.0.100.100 PROPUESTA DE PROTOTIPO DE VIVIENDA PASSIVHAUSEN PERÚ CON EL USO DE MATERIALES DE BAJO IMPACTO AMBIENTALMÀSTER UNIVERSITARI EN CONSTRUCCIÓ AVANÇADA A L'EDIFICACIÓAutor: Robert Bresnner Abarca Casós FECHA: ABRIL - 2023 LÁMINA: ESPECIALIDAD: ARQUITECTURA ESCALA: INDICADA ELABORACION PLANOS: R.B.A.C PROYECTO: "PROPUESTA DE PROTOTIPODE VIVIENDA PASSIVHAUS ENPERÚ CON MATERIALES DEBAJO IMPACTO AMBIENTAL" AUTOR: ROBERT B. ABARCA CASÓS TUTORA: MONTSERRAT BOSCHGONZALEZ UNIVERSITAT POLITÈCNICADE CATALUNYABARCELONATECHESCUELA POLITECNICA SUPERIORDE EDIFICACIÓN DE BARCELONAMÁSTER UNIVERSITARIO ENCONSTRUCCIÓNAVANZADA EN LA EDIFICACIÓN CUADRO DE VANOS - PUERTASID deElementoP-1P-2P-3P-4Cantidad21182Ancho1.200.900.801.00Altura2.152.152.152.15 CUADRO DE VANOS - VENTANASID deElementoV-1V-2V-3V-4V-5V-5V-6V-7V-8V-9V-10V-11V-12V-13V-14Cantidad2610211212211112Ancho1.101.100.801.100.901.101.301.301.302.101.302.101.302.101.10Altura1.250.551.251.450.550.553.853.851.251.252.152.152.000.580.55Alfeizar0.901.600.900.401.301.300.900.900.900.900.000.000.000.000.90 80 ESTAR VIVIENDA PASSIVHAUSMUROSINTERIORESPORCELANATO ANTIDESLIZANTE DE 60*60 cmMUROSEXTERIORESACABADOS CUADRO DE ACABADOS REVESTIMIENTO CON BARRO EN MUROSPISO DE MADERA MACHIHEMBRADA 1"X6"CONTRAZOCALO DE MADERA REVEST.ZOCALO CIELORRASOS DE FIBRA NATURALCUBIERTA PLACA DE FIBRA VEGETALEMPEDRADO DE 4" A 6"TECHOS AMBIENTES ZOCALO DE PORCELANATO DE 60*60 cm H=1.20m.CIELORRASOS PISOS EXTERIORESZONATABLERO ESTRUCTURAL DE MADERAFALSOCIELORRASOSINTERIORESENTABLADO DE MADERA ESTRUCTURALCONTRAZOCALOSZOCALO DE PORCELANATO DE 60*60 cm H=1.80m. INGRESO CONTRAZOCALO DE PORCELANATO DE60X60 CM KITCHENETTE - BARHABITACIONES + ESTUDIOCUARTO TÉCNICOAMBIENTE DE INSTALACIONESTERRAZAAREA DE LECTURA Y REUNIONESCUARTO TECNICOSS-HHAREA DE HAMACAS REVESTIMIENTO CON BARRO EN MUROS CUBICULO DE INVESTIGADORES 12345 6 7 8 910111213 12345 6 7 8 910111213 V-8DVM1.30x1.25ALF0.90V-9DVM2.10x1.25ALF0.90 V-3A/H0.80x1.25ALF0.90V-3A/H0.80x1.25ALF0.90V-1A/H1.10x1.25ALF0.90V-3A/H0.80x1.25ALF0.90V-3A/H0.80x1.25ALF0.90P-1 2.151.20 P-2 2.150.90 V-2A/H1.10x0.55ALF1.60V-2A/H1.10x0.55ALF1.60 P-2 2.150.90 V-2A/H1.10x0.55ALF1.60V-1A/H1.10x1.25ALF0.90P-1 2.151.20 P-42.151.00 P-3 2.150.80 P-3 2.150.80 P-2 2.150.90 P-3 2.150.80 V-14A/H1.10x0.55ALF0.90V-14A/H1.10x0.55ALF0.90 V-6DVM1.30x3.85ALF0.90V-6DVM1.30x3.85ALF0.90V-7DVM1.30x3.85ALF0.90 P-2 2.150.90 P-2 2.150.90 N 4.103.404.10 3.003.500.532.973.651.930.572.353.35 4.103.404.1011.847.650.250.450.257.245.100.254.304.200.79 2.600.256.250.253.420.253.230.251.600.256.250.251.500.2526.65 14.64 PLANO BAJA ESC: 1/100ESTAR 2A: 12.78 m2PISO MACHIHEMBRADOESTAR 1A: 13.54 m2PISO MACHIHEMBRADOHABITACIÓN 2A: 9.96 m2PISO MACHIHEMBRADOHABITACIÓN 1A: 9.96 m2PISO MACHIHEMBRADOSS-HHA: 4.35 m2PORCELANATO 60X60SS-HHA: 4.35 m2PORCELANATO 60X60ESTAR - OCIOA: 13.94 m2PISO MACHIHEMBRADOAREA DE HAMACASA: 9.20 m2PISO MACHIHEMBRADOESTAR - OCIOA: 4.97 m2PISO MACHIHEMBRADOSS-HHA: 3.00 m2PORCELANATO 60X60CUARTOTECNICO IA: 2.54 m2PORCELANATO60X60CUBICULOINVESTIGADORESA: 40.60 m2PISO MACHIHEMBRADOAMBIENTE DEINSTALACIONESA: 4.95 m2PORCELANATO60X60CUARTOTECNICO IIA: 6.00 m2PORCELANATO60X60R13AADD6`4783`BBCC562AABB INGRESOVIVIENDA KITCHENETTE + BARA: 7.64 m2PISO PORCELANATO 60X60 PLANO: DISTRIBUCION AR-01
GSPublisherVersion 0.0.100.100 PROPUESTA DE PROTOTIPO DE VIVIENDA PASSIVHAUSEN PERÚ CON EL USO DE MATERIALES DE BAJO IMPACTO AMBIENTALMÀSTER UNIVERSITARI EN CONSTRUCCIÓ AVANÇADA A L'EDIFICACIÓAutor: Robert Bresnner Abarca Casós FECHA: ABRIL - 2023 LÁMINA: ESPECIALIDAD: ARQUITECTURA ESCALA: INDICADA ELABORACION PLANOS: R.B.A.C PROYECTO: "PROPUESTA DE PROTOTIPODE VIVIENDA PASSIVHAUS ENPERÚ CON MATERIALES DEBAJO IMPACTO AMBIENTAL" AUTOR: ROBERT B. ABARCA CASÓS TUTORA: MONTSERRAT BOSCHGONZALEZ UNIVERSITAT POLITÈCNICADE CATALUNYABARCELONATECHESCUELA POLITECNICA SUPERIORDE EDIFICACIÓN DE BARCELONAMÁSTER UNIVERSITARIO ENCONSTRUCCIÓNAVANZADA EN LA EDIFICACIÓN CUADRO DE VANOS - PUERTASID deElementoP-1P-2P-3P-4Cantidad21182Ancho1.200.900.801.00Altura2.152.152.152.15 VANOS ROBERT VENTANAS PLANOSID deElementoV-1V-2V-3V-4V-5V-5V-6V-7V-8V-9V-10V-11V-12V-13V-14Cantidad2610211211111112Ancho1.101.100.801.100.901.101.301.301.302.101.302.101.302.101.10Altura1.250.551.251.450.550.553.853.851.251.252.152.152.000.580.55Alfeizar0.901.600.900.401.301.300.900.900.900.900.000.000.000.000.90 81 ESTAR VIVIENDA PASSIVHAUSMUROSINTERIORESPORCELANATO ANTIDESLIZANTE DE 60*60 cmMUROSEXTERIORESACABADOS CUADRO DE ACABADOS REVESTIMIENTO CON BARRO EN MUROSPISO DE MADERA MACHIHEMBRADA 1"X6"CONTRAZOCALO DE MADERA REVEST.ZOCALO CIELORRASOS DE FIBRA NATURALCUBIERTA PLACA DE FIBRA VEGETALEMPEDRADO DE 4" A 6"TECHOS AMBIENTES ZOCALO DE PORCELANATO DE 60*60 cm H=1.20m.CIELORRASOS PISOS EXTERIORESZONATABLERO ESTRUCTURAL DE MADERAFALSOCIELORRASOSINTERIORESENTABLADO DE MADERA ESTRUCTURALCONTRAZOCALOSZOCALO DE PORCELANATO DE 60*60 cm H=1.80m. INGRESO CONTRAZOCALO DE PORCELANATO DE60X60 CM KITCHENETTE - BARHABITACIONES + ESTUDIOCUARTO TÉCNICOAMBIENTE DE INSTALACIONESTERRAZAAREA DE LECTURA Y REUNIONESCUARTO TECNICOSS-HHAREA DE HAMACAS REVESTIMIENTO CON BARRO EN MUROS CUBICULO DE INVESTIGADORES V-6DVM1.300x3.850ALF0.900V-6DVM1.300x3.850ALF0.900V-7DVM1.300x3.850ALF0.900 12345 6 7 8 910111213 V-11DVM2.100x2.150ALF0.000V-10DVM1.300x2.150ALF0.000 V-2A/H1.100x0.550ALF1.600V-2A/H1.100x0.550ALF1.600 P-2 2.1500.900 P-2 2.1500.900 P-2 2.1500.900 P-3 2.1500.800 P-3 2.1500.800 P-2 2.1500.900 V-5A/H1.100x0.550ALF1.300V-4A/H1.100x1.450ALF0.400V-4A/H1.100x1.450ALF0.400P-4 2.1501.000 P-3 2.1500.800 V-5A/H0.900x0.550ALF1.300P-3 2.1500.800 V-3A/H0.800x1.250ALF0.900V-3A/H0.800x1.250ALF0.900 V-3A/H0.800x1.250ALF0.900V-3A/H0.800x1.250ALF0.900 N 4.1003.4004.100 3.0003.5000.1503.3503.6502.3500.1502.3503.350 1.1960.2506.2500.2506.9000.2501.6000.2506.2500.250 23.446 11.8500.2502.3500.9001.9500.2500.4500.2501.9500.9002.3400.2601.0001.0500.2502.8000.2501.0003.3002.9400.2501.0104.1003.4004.10012.851 PRIMERA PLANTA ESC: 1/100ESTAR 4A: 12.780 m2PISO MACHIHEMBRADOESTAR 3A: 13.545 m2PISO MACHIHEMBRADOTERRAZAA: 8.237 m2HABITACIÓN 3A: 9.958 m2PISO MACHIHEMBRADOSS-HHA: 4.352 m2PORCELANATO 60X60SS-HHA: 4.352 m2PORCELANATO 60X60HABITACIÓN 4A: 9.958 m2PISO MACHIHEMBRADODEPOSITOA: 2.498 m2PORCELANATO 60X60SS-HHA: 3.000 m2PORCELANATO 60X60ESTAR - OCIOA: 15.178 m2PISO MACHIHEMBRADOAREA DE LECTURA YREUNIONESA: 28.559 m2PISO MACHIHEMBRADO13AADD6`4783`BBCC562AABB PLANO: DISTRIBUCION AR-02
GSPublisherVersion 0.0.100.100 PROPUESTA DE PROTOTIPO DE VIVIENDA PASSIVHAUSEN PERÚ CON EL USO DE MATERIALES DE BAJO IMPACTO AMBIENTALMÀSTER UNIVERSITARI EN CONSTRUCCIÓ AVANÇADA A L'EDIFICACIÓAutor: Robert Bresnner Abarca Casós FECHA: ABRIL - 2023 LÁMINA: ESPECIALIDAD: ARQUITECTURA ESCALA: INDICADA ELABORACION PLANOS: R.B.A.C PROYECTO: "PROPUESTA DE PROTOTIPODE VIVIENDA PASSIVHAUS ENPERÚ CON MATERIALES DEBAJO IMPACTO AMBIENTAL" AUTOR: ROBERT B. ABARCA CASÓS TUTORA: MONTSERRAT BOSCHGONZALEZ UNIVERSITAT POLITÈCNICADE CATALUNYABARCELONATECHESCUELA POLITECNICA SUPERIORDE EDIFICACIÓN DE BARCELONAMÁSTER UNIVERSITARIO ENCONSTRUCCIÓNAVANZADA EN LA EDIFICACIÓN CUADRO DE VANOS - PUERTASID deElementoP-1P-2P-3P-4Cantidad21182Ancho1.200.900.801.00Altura2.152.152.152.15 VANOS ROBERT VENTANAS PLANOSID deElementoV-1V-2V-3V-4V-5V-5V-6V-7V-8V-9V-10V-11V-12V-13V-14Cantidad2610211211111112Ancho1.101.100.801.100.901.101.301.301.302.101.302.101.302.101.10Altura1.250.551.251.450.550.553.853.851.251.252.152.152.000.580.55Alfeizar0.901.600.900.401.301.300.900.900.900.900.000.000.000.000.90 ESTAR VIVIENDA PASSIVHAUSMUROSINTERIORESPORCELANATO ANTIDESLIZANTE DE 60*60 cmMUROSEXTERIORESACABADOS CUADRO DE ACABADOS REVESTIMIENTO CON BARRO EN MUROSPISO DE MADERA MACHIHEMBRADA 1"X6"CONTRAZOCALO DE MADERA REVEST.ZOCALO CIELORRASOS DE FIBRA NATURALCUBIERTA PLACA DE FIBRA VEGETALEMPEDRADO DE 4" A 6"TECHOS AMBIENTES ZOCALO DE PORCELANATO DE 60*60 cm H=1.20m.CIELORRASOS PISOS EXTERIORESZONATABLERO ESTRUCTURAL DE MADERAFALSOCIELORRASOSINTERIORESENTABLADO DE MADERA ESTRUCTURALCONTRAZOCALOSZOCALO DE PORCELANATO DE 60*60 cm H=1.80m. INGRESO CONTRAZOCALO DE PORCELANATO DE60X60 CM KITCHENETTE - BARHABITACIONES + ESTUDIOCUARTO TÉCNICOAMBIENTE DE INSTALACIONESTERRAZAAREA DE LECTURA Y REUNIONESCUARTO TECNICOSS-HHAREA DE HAMACAS REVESTIMIENTO CON BARRO EN MUROS CUBICULO DE INVESTIGADORES 82 V-2A/H1.100x0.550ALF1.600 V-13DVM2.100x0.580ALF0.000V-12DVM1.300x2.000ALF0.000V-3A/H0.800x1.250ALF0.900V-3A/H0.800x1.250ALF0.900P-2 2.1500.900 P-2 2.1500.900 P-3 2.1500.800 N 4.1003.4004.1003.1500.2502.9004.1500.2503.15013.850 3.0003.5000.1503.3503.6502.3500.1502.3503.3501.6141.2960.2505.1000.2500.9000.2500.4928.9082.4755.37526.910 4.1003.4004.1005.2254.4244.20113.850 SEGUNDA PLANTA ESC: 1/100HABITACIÓN 5A: 16.059 m2PISO MACHIHEMBRADOESTUDIOA: 4.050 m2PISO MACHIHEMBRADOHABITACIÓN 6A: 16.059 m2PISO MACHIHEMBRADOESTUDIOA: 4.050 m2PISO MACHIHEMBRADOSS-HHA: 5.240 m2PORCELANATO 60X6013AADD6`4783`BBCC562AABB PLANO: DISTRIBUCION AR-03
GSPublisherVersion 0.0.100.100 PROPUESTA DE PROTOTIPO DE VIVIENDA PASSIVHAUSEN PERÚ CON EL USO DE MATERIALES DE BAJO IMPACTO AMBIENTALMÀSTER UNIVERSITARI EN CONSTRUCCIÓ AVANÇADA A L'EDIFICACIÓAutor: Robert Bresnner Abarca Casós FECHA: ABRIL - 2023 LÁMINA: ESPECIALIDAD: ARQUITECTURA ESCALA: INDICADA ELABORACION PLANOS: R.B.A.C PROYECTO: "PROPUESTA DE PROTOTIPODE VIVIENDA PASSIVHAUS ENPERÚ CON MATERIALES DEBAJO IMPACTO AMBIENTAL" AUTOR: ROBERT B. ABARCA CASÓS TUTORA: MONTSERRAT BOSCHGONZALEZ UNIVERSITAT POLITÈCNICADE CATALUNYABARCELONATECHESCUELA POLITECNICA SUPERIORDE EDIFICACIÓN DE BARCELONAMÁSTER UNIVERSITARIO ENCONSTRUCCIÓNAVANZADA EN LA EDIFICACIÓN83 N 4.103.404.103.483.443.443.48 3.003.500.153.353.652.350.152.353.356.034.128.912.475.38 4.103.404.101.007.750.903.201.00 PLANO DE TECHOS ESC: 1/10013AADD6`4783`BBCC562AABB CUBIERTA PLACA DE FIBRA VEGETALPendiente = 50.00°CUBIERTA PLACA DE FIBRA VEGETALPendiente = 55.00°CUBIERTA PLACA DE FIBRA VEGETALPendiente = 50.00° CUBIERTA PLACA DE FIBRA VEGETAL Pendiente = 11.90° CUBIERTA PLACA DE FIBRA VEGETAL Pendiente = 13.00° CUBIERTA PLACA DEFIBRA VEGETAL Pendiente = 40.00° CUBIERTA PLACA DEFIBRA VEGETALPendiente = 40.00° CUBIERTA PLACA DE FIBRA VEGETALPendiente = 55.00°CUBIERTA PLACA DE FIBRA VEGETALPendiente = 50.00°CUBIERTA PLACA DE FIBRA VEGETALPendiente = 55.00° CUADRO DE VANOS - PUERTASID deElementoP-1P-2P-3P-4Cantidad21182Ancho1.200.900.801.00Altura2.152.152.152.15 VANOS ROBERT VENTANAS PLANOSID deElementoV-1V-2V-3V-4V-5V-5V-6V-7V-8V-9V-10V-11V-12V-13V-14Cantidad2610211211111112Ancho1.101.100.801.100.901.101.301.301.302.101.302.101.302.101.10Altura1.250.551.251.450.550.553.853.851.251.252.152.152.000.580.55Alfeizar0.901.600.900.401.301.300.900.900.900.900.000.000.000.000.90 ESTAR VIVIENDA PASSIVHAUSMUROSINTERIORESPORCELANATO ANTIDESLIZANTE DE 60*60 cmMUROSEXTERIORESACABADOS CUADRO DE ACABADOS REVESTIMIENTO CON BARRO EN MUROSPISO DE MADERA MACHIHEMBRADA 1"X6"CONTRAZOCALO DE MADERA REVEST.ZOCALO CIELORRASOS DE FIBRA NATURALCUBIERTA PLACA DE FIBRA VEGETALEMPEDRADO DE 4" A 6"TECHOS AMBIENTES ZOCALO DE PORCELANATO DE 60*60 cm H=1.20m.CIELORRASOS PISOS EXTERIORESZONATABLERO ESTRUCTURAL DE MADERAFALSOCIELORRASOSINTERIORESENTABLADO DE MADERA ESTRUCTURALCONTRAZOCALOSZOCALO DE PORCELANATO DE 60*60 cm H=1.80m. INGRESO CONTRAZOCALO DE PORCELANATO DE60X60 CM KITCHENETTE - BARHABITACIONES + ESTUDIOCUARTO TÉCNICOAMBIENTE DE INSTALACIONESTERRAZAAREA DE LECTURA Y REUNIONESCUARTO TECNICOSS-HHAREA DE HAMACAS REVESTIMIENTO CON BARRO EN MUROS CUBICULO DE INVESTIGADORES PLANO: TECHOS AR-04
GSPublisherVersion 0.0.100.100 PROPUESTA DE PROTOTIPO DE VIVIENDA PASSIVHAUSEN PERÚ CON EL USO DE MATERIALES DE BAJO IMPACTO AMBIENTALMÀSTER UNIVERSITARI EN CONSTRUCCIÓ AVANÇADA A L'EDIFICACIÓAutor: Robert Bresnner Abarca Casós FECHA: ABRIL - 2023 LÁMINA: ESPECIALIDAD: ARQUITECTURA ESCALA: INDICADA ELABORACION PLANOS: R.B.A.C PROYECTO: "PROPUESTA DE PROTOTIPODE VIVIENDA PASSIVHAUS ENPERÚ CON MATERIALES DEBAJO IMPACTO AMBIENTAL" AUTOR: ROBERT B. ABARCA CASÓS TUTORA: MONTSERRAT BOSCHGONZALEZ UNIVERSITAT POLITÈCNICADE CATALUNYABARCELONATECHESCUELA POLITECNICA SUPERIORDE EDIFICACIÓN DE BARCELONAMÁSTER UNIVERSITARIO ENCONSTRUCCIÓNAVANZADA EN LA EDIFICACIÓN84 11333`3`6`6`778844225566CIMENTACION-1.50 CIMENTACION-1.50 PLANTA BAJA±0.00 PLANTA BAJA±0.00 PRIMERA PLANTA+2.50 PRIMERA PLANTA+2.50 SEGUNDA PLANTA+5.00 SEGUNDA PLANTA+5.00 TECHOS+9.75 TECHOS+9.75 TERRAZASS-HHPASILLOSS-HHSS-HHAREA DEHAMACASESTARAREA DEHAMACASCUBICULOS DE INVESTIGADORESAREA DE LECTURA Y REUNIONES3.003.500.153.353.652.350.152.353.352.650.252.750.253.506.900.252.250.255.600.251.500.253.003.500.153.353.652.350.152.353.355.7815.505.38 1.500.900.551.055.871.3810.951.501.001.502.504.7211.22 CORTE A-A ESC: 1/100CUBIERTA DE PLACA DEFIBRA VEGETAL 2.00 X0.95mMURO DE QUINCHAMEJORADA e=21 cmCUBIERTA COMPUESTA e= 31cmPISO COMPUESTO DE e = 21.5 cmDADO DE CONCRETO DE60X60 CMDADO DE CONCRETO DE60X60 CMMURO DE QUINCHAMEJORADA e=21 cmCUBIERTA COMPUESTA e= 31cm PLANO: TECHOS AR-05
GSPublisherVersion 0.0.100.100 PROPUESTA DE PROTOTIPO DE VIVIENDA PASSIVHAUSEN PERÚ CON EL USO DE MATERIALES DE BAJO IMPACTO AMBIENTALMÀSTER UNIVERSITARI EN CONSTRUCCIÓ AVANÇADA A L'EDIFICACIÓAutor: Robert Bresnner Abarca Casós FECHA: ABRIL - 2023 LÁMINA: ESPECIALIDAD: ARQUITECTURA ESCALA: INDICADA ELABORACION PLANOS: R.B.A.C PROYECTO: "PROPUESTA DE PROTOTIPODE VIVIENDA PASSIVHAUS ENPERÚ CON MATERIALES DEBAJO IMPACTO AMBIENTAL" AUTOR: ROBERT B. ABARCA CASÓS TUTORA: MONTSERRAT BOSCHGONZALEZ UNIVERSITAT POLITÈCNICADE CATALUNYABARCELONATECHESCUELA POLITECNICA SUPERIORDE EDIFICACIÓN DE BARCELONAMÁSTER UNIVERSITARIO ENCONSTRUCCIÓNAVANZADA EN LA EDIFICACIÓN AADDBBCCCIMENTACION-1.50 CIMENTACION-1.50 PLANTA BAJA±0.00 PLANTA BAJA±0.00 PRIMERA PLANTA+2.50 PRIMERA PLANTA+2.50 SEGUNDA PLANTA+5.00 SEGUNDA PLANTA+5.00 TECHOS+9.75 TECHOS+9.75 DEPOSITOCUARTOTECNICO IESTARESTARHABITACION 5PASILLO4.103.404.103.280.503.600.502.900.503.590.50 1.502.502.500.841.362.5511.251.502.502.240.260.843.9111.25 4.103.404.102.401.000.251.702.201.550.251.550.253.850.251.00 2.503.070.27 CORTE B-B ESC: 1/100CUBIERTA DE PLACA DE FIBRAVEGETAL 2.00 X 0.95mMURO DE QUINCHAMEJORADA e=21 cmCUBIERTA COMPUESTA e= 31cmPISO COMPUESTODE e = 21.5 cmDADO DE CONCRETO DE60X60 CMMURO DE QUINCHAMEJORADA e=21 cmCUBIERTA COMPUESTA e= 31cm 85 PLANO: TECHOS AR-06
GSPublisherVersion 0.0.100.100 PROPUESTA DE PROTOTIPO DE VIVIENDA PASSIVHAUSEN PERÚ CON EL USO DE MATERIALES DE BAJO IMPACTO AMBIENTALMÀSTER UNIVERSITARI EN CONSTRUCCIÓ AVANÇADA A L'EDIFICACIÓAutor: Robert Bresnner Abarca Casós FECHA: ABRIL - 2023 LÁMINA: ESPECIALIDAD: ARQUITECTURA ESCALA: INDICADA ELABORACION PLANOS: R.B.A.C PROYECTO: "PROPUESTA DE PROTOTIPODE VIVIENDA PASSIVHAUS ENPERÚ CON MATERIALES DEBAJO IMPACTO AMBIENTAL" AUTOR: ROBERT B. ABARCA CASÓS TUTORA: MONTSERRAT BOSCHGONZALEZ UNIVERSITAT POLITÈCNICADE CATALUNYABARCELONATECHESCUELA POLITECNICA SUPERIORDE EDIFICACIÓN DE BARCELONAMÁSTER UNIVERSITARIO ENCONSTRUCCIÓNAVANZADA EN LA EDIFICACIÓN CIMENTACION-1.50 CIMENTACION-1.50 PLANTA BAJA±0.00 PLANTA BAJA±0.00 PRIMERA PLANTA+2.50 PRIMERA PLANTA+2.50 SEGUNDA PLANTA+5.00 SEGUNDA PLANTA+5.00 TECHOS+9.75 TECHOS+9.75 ELEVACION FRONTAL ESC: 1/100 86 PLANO: ELEVACIONES AR-07
GSPublisherVersion 0.0.100.100 PROPUESTA DE PROTOTIPO DE VIVIENDA PASSIVHAUSEN PERÚ CON EL USO DE MATERIALES DE BAJO IMPACTO AMBIENTALMÀSTER UNIVERSITARI EN CONSTRUCCIÓ AVANÇADA A L'EDIFICACIÓAutor: Robert Bresnner Abarca Casós FECHA: ABRIL - 2023 LÁMINA: ESPECIALIDAD: ARQUITECTURA ESCALA: INDICADA ELABORACION PLANOS: R.B.A.C PROYECTO: "PROPUESTA DE PROTOTIPODE VIVIENDA PASSIVHAUS ENPERÚ CON MATERIALES DEBAJO IMPACTO AMBIENTAL" AUTOR: ROBERT B. ABARCA CASÓS TUTORA: MONTSERRAT BOSCHGONZALEZ UNIVERSITAT POLITÈCNICADE CATALUNYABARCELONATECHESCUELA POLITECNICA SUPERIORDE EDIFICACIÓN DE BARCELONAMÁSTER UNIVERSITARIO ENCONSTRUCCIÓNAVANZADA EN LA EDIFICACIÓN CIMENTACION-1.50 CIMENTACION-1.50 PLANTA BAJA±0.00 PLANTA BAJA±0.00 PRIMERA PLANTA+2.50 PRIMERA PLANTA+2.50 SEGUNDA PLANTA+5.00 SEGUNDA PLANTA+5.00 TECHOS+9.75 TECHOS+9.75 ELEVACION FRONTAL ESC: 1/100 87 PLANO: ELEVACIONES AR-08
GSPublisherVersion 0.0.100.100 PROPUESTA DE PROTOTIPO DE VIVIENDA PASSIVHAUSEN PERÚ CON EL USO DE MATERIALES DE BAJO IMPACTO AMBIENTALMÀSTER UNIVERSITARI EN CONSTRUCCIÓ AVANÇADA A L'EDIFICACIÓAutor: Robert Bresnner Abarca Casós FECHA: ABRIL - 2023 LÁMINA: ESPECIALIDAD: ARQUITECTURA ESCALA: INDICADA ELABORACION PLANOS: R.B.A.C PROYECTO: "PROPUESTA DE PROTOTIPODE VIVIENDA PASSIVHAUS ENPERÚ CON MATERIALES DEBAJO IMPACTO AMBIENTAL" AUTOR: ROBERT B. ABARCA CASÓS TUTORA: MONTSERRAT BOSCHGONZALEZ UNIVERSITAT POLITÈCNICADE CATALUNYABARCELONATECHESCUELA POLITECNICA SUPERIORDE EDIFICACIÓN DE BARCELONAMÁSTER UNIVERSITARIO ENCONSTRUCCIÓNAVANZADA EN LA EDIFICACIÓN88 PLANO: VISTAS 3D - RENDERS "PROPUESTA DE PROTOTIPO DE VIVIENDA PASSIVHAUSEN PERÚ CON EL USO DE MATERIALES DE BAJO IMPACTO AMBIENTAL"VISTA FRONTALVISTA POSTERIORVISTA AÉREAAXONOMETRÍA AÉREA PROPUESTA DE PROTOTIPO DEVIVIENDA PASSIVHAUS EN PERÚ AR-09
GSPublisherVersion 0.0.100.100 PROPUESTA DE PROTOTIPO DE VIVIENDA PASSIVHAUSEN PERÚ CON EL USO DE MATERIALES DE BAJO IMPACTO AMBIENTALMÀSTER UNIVERSITARI EN CONSTRUCCIÓ AVANÇADA A L'EDIFICACIÓAutor: Robert Bresnner Abarca Casós FECHA: ABRIL - 2023 LÁMINA: ESPECIALIDAD: ARQUITECTURA ESCALA: INDICADA ELABORACION PLANOS: R.B.A.C PROYECTO: "PROPUESTA DE PROTOTIPODE VIVIENDA PASSIVHAUS ENPERÚ CON MATERIALES DEBAJO IMPACTO AMBIENTAL" AUTOR: ROBERT B. ABARCA CASÓS TUTORA: MONTSERRAT BOSCHGONZALEZ UNIVERSITAT POLITÈCNICADE CATALUNYABARCELONATECHESCUELA POLITECNICA SUPERIORDE EDIFICACIÓN DE BARCELONAMÁSTER UNIVERSITARIO ENCONSTRUCCIÓNAVANZADA EN LA EDIFICACIÓN 0.500 0.500 4.103.400.503.600.502.900.503.590.501.67 3.003.500.153.353.652.350.152.353.350.502.200.502.500.503.000.503.150.503.000.501.780.801.770.503.000.501.250.50 0.50 0.50 0.502.200.502.500.502.920.802.930.503.000.501.770.801.770.503.000.501.250.5026.9513D6`4783`BC562ABB 0.50 0.50 0.050.700.100.0060.30 6" 6" 6" PLATINA METÁLICA 6 mmSOLADO PARA DADODE CONCRETO e =5cmDADO DE CONCRETO ARMADOf'c=210 kg/cm2 (0.50x0.50x0.80 m)PILAR DE MADERAAGUANO MASHA 6"x6"PERNO 3/8 x 6 1/2" NIVEL DE TERRENO NIVEL DE TERRENO TORNILLO 1/2 x 4 1/2" 0.50 0.50 0.30 0.15 PLATINA METÁLICA 6 mm PERNO DE 3/8 x 6" 1/2TORNILLO DE 1/2 x 4 1/2" PLATINA METÁLICA 6 mm 89 DADO DE CONCRETO ESC: 1/25 DADO DE CONCRETOY PILAR DE MADERA ESC: 1/25 ANCLAJE DADO DECONCRETO Y PILAR ESC: 1/15 PLANO DE CIMENTACION ESC: 1/125 PLANO: ESTRUCTURAS E-01
96 PROPUESTA DE PROTOTIPO DE VIVIENDA PASSIVHAUS EN PERÚ CON EL USO DE MATERIALES DE BAJO IMPACTO AMBIENTAL Autor: Robert Bresnner Abarca Casós MÀSTER UNIVERSITARI EN CONSTRUCCIÓ AVANÇADA A L'EDIFICACIÓ • SOMBRAS
97 PROPUESTA DE PROTOTIPO DE VIVIENDA PASSIVHAUS EN PERÚ CON EL USO DE MATERIALES DE BAJO IMPACTO AMBIENTAL Autor: Robert Bresnner Abarca Casós MÀSTER UNIVERSITARI EN CONSTRUCCIÓ AVANÇADA A L'EDIFICACIÓ • VENTILACIÓN
98 PROPUESTA DE PROTOTIPO DE VIVIENDA PASSIVHAUS EN PERÚ CON EL USO DE MATERIALES DE BAJO IMPACTO AMBIENTAL Autor: Robert Bresnner Abarca Casós MÀSTER UNIVERSITARI EN CONSTRUCCIÓ AVANÇADA A L'EDIFICACIÓ • BALANCE ENERGETICO DE CALEFACCIÓN • DEMANDA DE CALEFACCIÓN (METODO MENSUAL)
99 PROPUESTA DE PROTOTIPO DE VIVIENDA PASSIVHAUS EN PERÚ CON EL USO DE MATERIALES DE BAJO IMPACTO AMBIENTAL Autor: Robert Bresnner Abarca Casós MÀSTER UNIVERSITARI EN CONSTRUCCIÓ AVANÇADA A L'EDIFICACIÓ • SISTEMA DE DISTRIBUCIÓN DE CALEFACCIÓN Y ACS
100 PROPUESTA DE PROTOTIPO DE VIVIENDA PASSIVHAUS EN PERÚ CON EL USO DE MATERIALES DE BAJO IMPACTO AMBIENTAL Autor: Robert Bresnner Abarca Casós MÀSTER UNIVERSITARI EN CONSTRUCCIÓ AVANÇADA A L'EDIFICACIÓ
101 PROPUESTA DE PROTOTIPO DE VIVIENDA PASSIVHAUS EN PERÚ CON EL USO DE MATERIALES DE BAJO IMPACTO AMBIENTAL Autor: Robert Bresnner Abarca Casós MÀSTER UNIVERSITARI EN CONSTRUCCIÓ AVANÇADA A L'EDIFICACIÓ • SOLAR TÉRMICA
102 PROPUESTA DE PROTOTIPO DE VIVIENDA PASSIVHAUS EN PERÚ CON EL USO DE MATERIALES DE BAJO IMPACTO AMBIENTAL Autor: Robert Bresnner Abarca Casós MÀSTER UNIVERSITARI EN CONSTRUCCIÓ AVANÇADA A L'EDIFICACIÓ 8.3 A N E X O I I I – D O N D U C T I V I D A D T É R M I C A D E C A R R I Z O En la asignatura de materiales de Materiales Avanzados en la Edificación del Master Construcción Avanzada en la Edificación (MUCAE), se tuvo un encargo de realizar un nuevo material de construcción, donde se planteó un Material Nuevo aplicado para tabiquería virtual realizado por el autor del TFM y compañeros del master, para tal fin se realizó los ensayos de conductividad térmica y de estabilidad térmica: • Ensayo de conductividad térmica: En este estudio, la conductividad térmica de las muestras se midió con un analizador de propiedades térmicas (Anter Quickline-30), el rango de medición es 0,03 ∼ 0,3 W/(m.K) y la precisión del instrumento es 0,0001 W/(m.K). El analizador de propiedades térmicas se basa principalmente en el método de hilo caliente transitorio para determinar la conductividad térmica de las diferentes muestras de nuestro material. • Ensayo de estabilidad térmica: El análisis térmico incluye un conjunto de técnicas basadas en el seguimiento de una propiedad de la muestra en función de la temperatura o del tiempo cuando la sometemos a un ciclo térmico. Los ciclos térmicos pueden consistir en calentar o enfriar a una determinada velocidad o en mantener la temperatura constante y estudiar la evolución en función del tiempo. Por tanto, los ensayos mecánicos permiten estudiar las propiedades mecánicas de muestras sólidas. En la Tabla 23, se puede observar los resultados obtenidos, cabe precisar que para el presente TFM, se utilizó utilizo el material caña tubo para conformar la cubierta compuesta, teniendo una conductividad térmica de 0.097 W/(m.K): T A B L A 2 3 . E N S A Y O D E CO N D U C T I V I D A D T E R M I C A C A Ñ A – L A B O R A T O R I O E P S E B Fuente: MUCAE, 2023 Al comparar la muestra de materiales compuesto resina + caña vemos que el material más aislante es el compuesto por cañas en forma de tubo ya que tiene una conductividad térmica menor que el material compuesto de resina + caña triturada.
103 PROPUESTA DE PROTOTIPO DE VIVIENDA PASSIVHAUS EN PERÚ CON EL USO DE MATERIALES DE BAJO IMPACTO AMBIENTAL Autor: Robert Bresnner Abarca Casós MÀSTER UNIVERSITARI EN CONSTRUCCIÓ AVANÇADA A L'EDIFICACIÓ 8.4 A N E X O IV – C Á L C U L O D E P U E N T E S T É R M I C O S Transmitancia térmica lineal del encuentro (W/m.K) 𝑡 Flujo de Calor (W) Variación de Temperatura interior/exterior (K) Transmitancia térmica del cerramiento (W/m2. k) longitud del cerramiento (m) PUENTE TÉRMICO MURO - FORJADO PUENTE TÉRMICO PILAR - FORJADO Datos del Programa Unidades Φ𝑡: 18.6248 W ΔT: 24 K U: 0.281 W/(m²K) b: 4.12901 m Ψ: -0.384 W/m.K Transmitancia térmica lineal del encuentro (W/m.K): -0.384 W/m.K Datos del Programa Unidades Φ𝑡: 10.7333 W ΔT: 24 K U: 0.261 W/(m²K) b: 2.1293 m Ψ: -0.109 W/m.K Transmitancia térmica lineal del encuentro (W/m.K): -0.109 W/m.K Ψ=Φt ΔT − ΣU ∗ b
104 PROPUESTA DE PROTOTIPO DE VIVIENDA PASSIVHAUS EN PERÚ CON EL USO DE MATERIALES DE BAJO IMPACTO AMBIENTAL Autor: Robert Bresnner Abarca Casós MÀSTER UNIVERSITARI EN CONSTRUCCIÓ AVANÇADA A L'EDIFICACIÓ PUENTE TÉRMICO VIGA - CUBIERTA PUENTE TÉRMICO CUBIERTA - PILAR Datos del Programa Unidades Φ𝑡: 15.8848 W ΔT: 24 K U: 0.281 W/(m²K) b: 1.7313 m Ψ: 0.175 W/m.K Transmitancia térmica lineal del encuentro (W/m.K): 0.175 W/m.K Datos del Programa Unidades Φ𝑡: 19.1315 W ΔT: 24 K U: 0.153 W/(m²K) b: 3.44568 m Ψ: 0.270 W/m.K Transmitancia térmica lineal del encuentro (W/m.K): 0.270 W/m.K
105 PROPUESTA DE PROTOTIPO DE VIVIENDA PASSIVHAUS EN PERÚ CON EL USO DE MATERIALES DE BAJO IMPACTO AMBIENTAL Autor: Robert Bresnner Abarca Casós MÀSTER UNIVERSITARI EN CONSTRUCCIÓ AVANÇADA A L'EDIFICACIÓ PUENTE TÉRMICO VENTNA - MURO Datos del Programa Unidades Φ𝑡: 38.7039 W ΔT: 24 K U: 0.281 W/(m²K) b: 1.09166 m Ψ: 1.306 W/m.K Transmitancia térmica lineal del encuentro (W/m.K): 1.306 W/m.K PUENTE TÉRMICO PUERTA - FORJADO Datos del Programa Unidades Φ𝑡: 51.99 W ΔT: 24 K U: 0.261 W/(m²K) b: 1.64398 m Ψ: 1.737 W/m.K Transmitancia térmica lineal del encuentro (W/m.K): 1.737 W/m.K