Optimización energética de un bloque de viviendas de interés social en Ecuador
Abstract
El presente trabajo parte de la premisa de que la vivienda es el espacio de refugio para el ser humano, donde pueda sentirse seguro y confortable, de tal manera que se enfoca en el comportamiento energético de las viviendas sociales del programa de la República del Ecuador “Casa para Todos”, desde el punto de vista del confort térmico. Se ha considerado este estudio debido a que el programa de viviendas presenta un prototipo único que se implanta en distintas regiones del país, obviando en algunos casos las condiciones climatológicas de la localidad, lo que se traduce en situaciones de inconformidad en los usuarios de las mismas. Se ha realizado un estudio del comportamiento de la vivienda prototipo en cuatro localidades del Ecuador, basado en la distribución de las zonas climáticas del país, considerando aquellas que reúnen la mayor cantidad de viviendas del programa. El estudio comprende el modelado del edificio en un software especializado en la simulación ambientaly energética de edificios en cada localidad, en donde se analiza su comportamiento respecto al confort térmico en la situación climática actual, así como en un escenario proyectado al cambio climático en 2050. Se proponen, además, alternativas de mejora para cada situación, considerando recomendaciones bioclimáticas nacionales e internacionales, mismas que también han sido analizadas en cada zona climática en los escenarios climáticos actuales y con la proyección a 2050. Se estudia y describe así aquellas que son más o menos favorables según cada localidad.
Full text
MÁSTER UNIVERSITARIO EN GESTIÓN INTEGRAL DE LA EDIFICACIÓN ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIERÍA DE LA EDIFICACIÓN Optimización energética de un bloque de viviendas de interés social en Ecuador Autora: Evelyn Yaneth Delgado Gutiérrez Tutores: Dr. Jacinto Canivell, Dr. Carlos Rubio Bellido 2019 - 2020
Universidad de Sevilla Escuela Técnica Superior de Ingeniería de Edificación Máster Universitario en Gestión Integral de la Edificación Trabajo Fin de Máster Tema: Optimización energética de un bloque de viviendas de interés social en Ecuador. Autora: Evelyn Yaneth Delgado Gutiérrez Tutores: Dr. Jacinto Canivell Dr. Carlos Rubio Bellido Curso: 2019 – 2020
Optimización energética de un bloque de viviendas de interés social en Ecuador. 1 AGRADECIMIENTO. Agradezco a Dios, por permitirme cumplir esta meta, por darme la fortaleza y ayudarme a vencer las adversidades que se presentaron en el camino. Gracias a mi mamá, por ser mi constante apoyo, por sus palabras de aliento y por su confianza en mí. A mi papi, quien desde el cielo me ha acompañado, y cuyo recuerdo me ha inspirado en el proceso. A mis hermanos, Dani y Bryan, quienes entre bromas y risas me acompañaron desde lejos en este andar. A mi mejor amiga, Geo, por estar siempre presente y por haber compartido conmigo esta experiencia. Al loco, por fiarse de mí y por sus buenas intenciones en el apoyo logístico de este trabajo. A mis tutores del trabajo fin de máster, Dr. Jacinto Canivell y Dr. Carlos Rubio Bellido, por su constante dedicación y guía a lo largo de todo el proceso de elaboración, por compartir sus conocimientos, experticia y recomendaciones claves para el progreso de este trabajo. Al Dr. José David Bienvenido, por colaborar con la elaboración de los archivos climáticos que permitieron el desarrollo del presente trabajo. A todos los docentes del Máster en Gestión Integral de la Edificación, por impartir sus conocimientos con esmero y ser partícipes del aprendizaje que este curso me dejó.
2 Evelyn Yaneth Delgado Gutiérrez DEDICATORIA. Quiero dedicar este trabajo a mi sobrina, Vanessa Stefanía, mi Chiti, por ser la luz de mis días, por ser esa muestra de fe y del milagro de Dios, por demostrarme que cuando se tiene ganas de vivir no hay obstáculo que nos detenga, por ser mi fortaleza, por recordarme que, si ella siendo tan pequeña no se rindió en la batalla, yo tampoco puedo hacerlo y que juntas lograremos todo. Para ti mi princesa valiente.
Optimización energética de un bloque de viviendas de interés social en Ecuador. 3 RESUMEN. El presente trabajo parte de la premisa de que la vivienda es el espacio de refugio para el ser humano, donde pueda sentirse seguro y confortable, de tal manera que se enfoca en el comportamiento energético de las viviendas sociales del programa de la República del Ecuador “Casa para Todos”, desde el punto de vista del confort térmico. Se ha considerado este estudio debido a que el programa de viviendas presenta un prototipo único que se implanta en distintas regiones del país, obviando en algunos casos las condiciones climatológicas de la localidad, lo que se traduce en situaciones de inconformidad en los usuarios de las mismas. Se ha realizado un estudio del comportamiento de la vivienda prototipo en cuatro localidades del Ecuador, basado en la distribución de las zonas climáticas del país, considerando aquellas que reúnen la mayor cantidad de viviendas del programa. El estudio comprende el modelado del edificio en un software especializado en la simulación ambiental y energética de edificios en cada localidad, en donde se analiza su comportamiento respecto al confort térmico en la situación climática actual, así como en un escenario proyectado al cambio climático en 2050. Se proponen, además, alternativas de mejora para cada situación, considerando recomendaciones bioclimáticas nacionales e internacionales, mismas que también han sido analizadas en cada zona climática en los escenarios climáticos actuales y con la proyección a 2050. Se estudia y describe así aquellas que son más o menos favorables según cada localidad. PALABRAS CLAVE. Eficiencia energética, vivienda social, confort térmico, soluciones pasivas, optimización.
4 Evelyn Yaneth Delgado Gutiérrez ABSTRACT. This work starts from the consideration that a house is a refuge space for people, the place where they can feel security and comfort, in this way, it is focus on the energy behavior of social housing at the “Casa para Todos” national program of the Republic of Ecuador, from the point of view of thermal comfort. This study has been considered because the national housing program has only one type of house that is built in all country regions, forgetting in some cases, the climatologic conditions of each location, that means discomfort in the users. A study of the behavior of prototype houses has been carried out in four locations in Ecuador, based in the country climatic distribution, considering which of them have more unities of homes at the program. The study includes a modeling of the building in a specific software of environmental and energetic simulation in each location, analyzing the behavior based in thermal comfort at the actual climatic situation, and a projected scenario for climate change at 2050. In addition, improvement alternatives are proposed in each situation, considering national and international bioclimatic recommendations, which also have been analyzed in each climatic region in actual and projected scenarios. Those that are more or less favorable according to each locality are studied and described. KEYWORDS. Energy efficiency, social housing, thermal comfort, passive solutions, optimization.
Optimización energética de un bloque de viviendas de interés social en Ecuador. 5 ÍNDICE. 1. ANTECEDENTES. ........................................................................................................... 8 2. JUSTIFICACIÓN. ............................................................................................................. 9 3. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA: ....................................................................... 10 4. ESTADO DE LA CUESTIÓN: ....................................................................................... 11 4.1. PROBLEMÁTICA DE VIVIENDA SOCIAL EN LATINOAMÉRICA. ................ 12 4.2. PROBLEMÁTICA DE VIVIENDA EN ECUADOR. ............................................. 15 4.3. EFICIENCIA ENERGÉTICA Y CONFORT TÉRMICO EN LA VIVIENDA. ...... 17 4.4. REFERENCIAS DE NORMATIVA Y CONSIDERACIONES INTERNACIONALES. ....................................................................................................... 18 4.5. PROYECTO DE VIVIENDA CASA PARA TODOS. ............................................ 22 Ubicación geográfica e impacto territorial ...................................................................... 24 Componente 1: vivienda de interés social con subvención total del estado. ................... 24 4.6. NORMATIVAS APLICABLES A LA PLANIFICACIÓN DE MODELOS HABITACIONALES EN ECUADOR. ............................................................................... 25 4.7. NORMA ECUATORIANA DE LA CONSTRUCCIÓN NEC. ............................... 26 5. OBJETIVOS: ................................................................................................................... 29 5.1. OBJETIVO GENERAL: ........................................................................................... 29 5.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS: ................................................................................... 29 6. METODOLOGÍA: ........................................................................................................... 30 7. DESCRIPCIÓN DEL ÁREA DE ESTUDIO. ................................................................. 34 7.1. Datos geográficos de la República del Ecuador. ....................................................... 34 REGIÓN LÍTORAL O COSTA de Norte a Sur .............................................................. 36 REGIÓN INTERANDINA O SIERRA de Norte a Sur................................................... 36 REGIÓN ORIENTAL O AMAZÓNICA de Norte a Sur ................................................ 36 REGIÓN INSULAR O GALÁPAGOS ........................................................................... 36 7.2. Datos climáticos del Ecuador. ................................................................................... 36 7.3. Datos geográficos de las ciudades de estudio. .......................................................... 39 Quito. ............................................................................................................................... 39 Portoviejo. ........................................................................................................................ 41 Nueva Loja. ...................................................................................................................... 44 Esmeraldas. ...................................................................................................................... 47
6 Evelyn Yaneth Delgado Gutiérrez 8. DESCRIPCIÓN DEL PROTOTIPO DE VIVIENDA. .................................................... 50 9. CONDICIONANTES DEL ANÁLISIS. ......................................................................... 54 9.1. DEFINICIÓN CONSTRUCTIVA DE LA VIVIENDA. .......................................... 54 9.2. CONSIDERACIONES DE LA PROGRAMACIÓN DE LA VIVIENDA. ............. 56 9.3. PERFIL DE VENTILACIÓN NATURAL EN EL BLOQUE HABITACIONAL. . 58 9.4. RANGOS DE TEMPERATURA DE CONFORT. .................................................. 59 9.5. SITUACIÓN CLIMÁTICA ACTUAL Y PROYECTADA. .................................... 59 A2. Escenario de Crecimiento Regional. ......................................................................... 60 B1. Escenario de Crecimiento Económico Global. ......................................................... 60 10. ANÁLISIS DE RESULTADOS. .................................................................................. 61 10.1. Vivienda en zona climática Cfb – Quito. Situación actual. ................................... 61 10.2. Vivienda en zona climática Bsh – Portoviejo. Situación actual. ........................... 66 10.3. Vivienda en zona climática Aw – Esmeraldas. Situación actual. .......................... 71 10.4. Vivienda en zona climática Af – Nueva Loja. Situación actual. ........................... 76 11. DIAGNÓSTICO. .......................................................................................................... 81 12. PROPUESTAS DE MEJORA. ..................................................................................... 83 12.1. Medida 1 (M1). Aislamiento en cubierta. .............................................................. 84 Medida 1. Cfb, Quito. ...................................................................................................... 85 Medida 1. Bsh, Portoviejo. .............................................................................................. 86 Medida 1. Af, Nueva Loja. .............................................................................................. 87 Medida 1. Aw, Esmeraldas. ............................................................................................. 88 12.2. Medida 2 (M2). Vidrio bajo emisivo. .................................................................... 89 Medida 2. Bsh, Portoviejo. .............................................................................................. 90 12.2.1. Medida 2. Af, Nueva Loja. ............................................................................. 92 12.2.2. Medida 2. Aw, Esmeraldas. ........................................................................... 93 12.3. Medida 3. Apertura de huecos en paredes. ............................................................ 94 12.4. Medida 4 (M4). Aislamiento en paredes. .............................................................. 96 Medida 4. Cfb, Quito. ...................................................................................................... 97 Medida 4. Bsh, Portoviejo. .............................................................................................. 99 12.5. Medida 5 (M5). Elevación de cubierta con cámara de aire de 50cm. ................. 100 Medida 5. Bsh, Portoviejo. ............................................................................................ 101 Medida 5. Af, Nueva Loja. ............................................................................................ 103 Medida 5. Aw, Esmeraldas. ........................................................................................... 105
Optimización energética de un bloque de viviendas de interés social en Ecuador. 13 Manuel Castells, reafirma el valor de la vivienda y la importancia de ésta en el desarrollo: "La vivienda es un mundo de signos, un mundo cargado de deseos y frustaciones, la disposición de sus símbolos es altamente expresiva de la inserción social y de la evolución psicológica de sus habitantes. Sin embargo, es un marco preconstruído, producto de un proceso socio-económico general y su ocupación se hace según las leyes de la distribución social (...) Para que pueda atender todo lo dicho, es necesario que su vivienda reúna las condiciones precisas, esté abierta a un futuro, se integre en su entorno, se adapte a las características de su contexto ambiental y cultural (barrio, ciudad) y se exprese con un significado correcto". (p. 2) Con estos antecedentes, la agenda del programa Hábitat, lanzada en el año 1996 por la Organización de las Naciones Unidas ONU, hizo una clara advertencia respecto de la responsabilidad de los gobiernos de abordar el problema del acceso a vivienda desde una perspectiva multidimensional y sensible a las variadas expresiones que reviste el déficit habitacional. Estudiando las informaciones disponibles en el sitio web de la revista INVI, en el artículo publicado por Salas4 (2002), podemos exponer que: El déficit habitacional, cuantitativo y cualitativo, afecta a más de la mitad de los hogares latinoamericanos. Para absorberlo sería necesario construir o mejorar 53,6 millones de unidades. Al iniciarse el milenio, 25 millones de viviendas carecen de agua potable y un tercio del parque habitacional urbano no dispone de sistema de evacuación de excretas. Este cuadro de carencias se agudiza ya que el número de hogares aumenta a mayor ritmo que el del crecimiento demográfico, como consecuencia de que las nuevas familias urbanas tienden a ser más diversificadas y reducidas. No obstante, la década última, pese a coincidir con una relativa bonanza económica, fue de aplicación generalizada y decidida del modelo neoliberal al sector vivienda. Las leyes del mercado se aplican con dureza a un sector, que hasta bien reciente, era considerado como uno de los compromisos constitucionales de la mayoría de los Estados latinoamericanos: el derecho a una vivienda digna. (p. 64). Continuando con las informaciones disponibles en el sitio web de la revista INVI, en el artículo elaborado por Dunowicz, R y Hasse, R5 (2005), podemos transcribir que: Sin embargo, los programas de vivienda social se implementaron en general sin considerar su posterior conservación. Han sido diseñados y construidos a corto plazo, con una relación "economía de obra, costo de uso" basada en falsas economías iniciales, que trasladan los costos de reparación a los futuros usuarios, sin posibilidad de absorberlos. Hoy puede constatarse que este enfoque elevó los costos de conservación, impidió un mantenimiento apropiado y aceleró la degradación de las viviendas y de su entorno. 4Salas, Julián (2002). Latinoamérica: Hambre de Vivienda. [En línea]. Consultado: [28, mayo, 2020] Disponible en: http://revistainvi.uchile.cl/index.php/INVI/article/view/381 5Dunowicz, Renée, Hasse, Rodolfo (2005). Diseño y gestión de la vivienda social. [En línea]. Consultado: [28, mayo, 2020] Disponible en: http://revistainvi.uchile.cl/index.php/INVI/article/view/329
14 Evelyn Yaneth Delgado Gutiérrez En la actualidad, la necesidad de mantener el patrimonio plantea el desafío de reducir los costos de conservación, definiendo desde el proyecto los criterios de calidad constructiva, funcional y administrativa que permitan optimizar presupuestos ajustados para el mantenimiento edilicio a lo largo de su ciclo de vida, destinando lo posible al alcance del usuario. (p. 87) Es así que, existen numerosas organizaciones internacionales que se encuentran en constante estudio de las necesidades de vivienda de la población, así como aportando propuestas que puedan reducir los problemas habitacionales de la región, entre estos tenemos que la Organización de las Naciones Unidas, mediante su programa y agenda ONU HABITAT6 (2015) indica que: Pese a que la mayor parte de las viviendas de un país puede ofrecer condiciones mínimas para alojar de manera digna a un hogar, es pertinente observar que la mejora progresiva de los estándares habitacionales que experimentan los países en desarrollo –junto con el deterioro, obsolescencia e incapacidad de adaptación como factores a lo que se encuentra expuesta una porción significativa del parque habitacional ocupadose traduce en inequidades y demandas específicas que requieren de atención desde una mirada de política pública. A partir de esta premisa –y habida cuenta de una amplia gama de criterios técnicos, constructivos, materiales, espaciales, sanitarios y urbanísticoses posible observar brechas significativas en la calidad de las viviendas que son ocupadas por diferentes grupos de población. (p.12) Ilustración 2. Niveles o escalas de complejidad para evaluar la calidad habitacional. Fuente: Organización de las Naciones Unidas. ONU-HABITAT, (2015). Así como se observa en la ilustración 2, para que una vivienda sea considerada de calidad, debe cumplir una serie de parámetros, en el cual no solo se necesita que sea segura 6Programa de las Naciones Unidas para los Asentamientos Humanos (ONU-HABITAT) (2015). Déficit habitacional en América Latina y el Caribe: una herramienta para el diagnóstico y el desarrollo de políticas efectivas en vivienda y hábitat. [En línea]. Consultado: [06, mayo, 2020]. Disponible en: https://unhabitat.org/sites/default/files/download-manager-files/D%C3%A9ficit%20habitacional.pdf
Optimización energética de un bloque de viviendas de interés social en Ecuador. 15 estructuralmente o tenga acceso a servicios básicos, sino que demás debe brindar ciertos niveles de confort, así como una adaptación al clima y su entorno. Ilustración 3. Cifras estimadas de déficit habitacional cualitativo según información oficial proporcionada por los países, mediciones disponibles más cercanas a los años 2000 y 2010. Fuente: Organización de las Naciones Unidas. ONU-HABITAT, (2015). En base a la ilustración 3, se observa que el problema de vivienda afecta a una gran parte de la población de los países latinoamericanos, en donde a pesar de los programas sociales de los gobiernos, las cifras del déficit se mantienen elevadas. Continuando con las informaciones disponibles en el sitio web de la revista INVI, en el artículo elaborado por Dunowicz, R y Hasse, R7 (2005), podemos transcribir que: Sin embargo, los programas de vivienda social se implementaron en general sin considerar su posterior conservación. Han sido diseñados y construidos a corto plazo, con una relación "economía de obra, costo de uso" basada en falsas economías iniciales, que trasladan los costos de reparación a los futuros usuarios, sin posibilidad de absorberlos. Hoy puede constatarse que este enfoque elevó los costos de conservación, impidió un mantenimiento apropiado y aceleró la degradación de las viviendas y de su entorno. 4.2. PROBLEMÁTICA DE VIVIENDA EN ECUADOR. La problemática de vivienda en el país, es un inconveniente que afecta a un elevado porcentaje de la población, quienes no solo se ven perjudicados por el déficit cuantitativo de espacios para habitar, sino también por las condiciones deplorables en las habita un número considerable de ecuatorianos. Esto se dispone en proporción a la puesta en obra de políticas y 7Dunowicz, Renée, Hasse, Rodolfo (2005). Diseño y gestión de la vivienda social. [En línea]. Consultado: [28, febrero, 2020] Disponible en: http://revistainvi.uchile.cl/index.php/INVI/article/view/329
16 Evelyn Yaneth Delgado Gutiérrez programas habitacionales que se desarrollan en el país, en conjunto con el reducido presupuesto del estado, así como los largos plazos de construcción que dispone una vivienda con metodologías tradicionales, lo que conlleva a que no siempre se consideren las condicionantes físicas y ambientales de los lugares en donde se implantan las viviendas. Estudiando las informaciones disponibles en el sitio web de la Secretaría Nacional de Planificación y Desarrollo el Plan Nacional del Buen Vivir8 (2013- 2017), podemos citar que: Hábitat y vivienda digna La Constitución, en su artículo 375, establece como obligación de todos los niveles de gobierno garantizar el hábitat y la vivienda dignos, con base en los principios del Sistema Nacional de Inclusión y Equidad Social: universalidad, igualdad, equidad, progresividad, interculturalidad, solidaridad y no discriminación (art. 340). Por hábitat se entiende al entorno integral y construido en el que la población se asienta y desarrolla sus actividades; por lo tanto, debe ser ambientalmente sano y brindar condiciones de seguridad para la población. Las condiciones del hábitat y la vivienda son determinantes de la calidad de vida de las personas. (p. 141). Analizando el sitio web del Repositorio de la Escuela Superior Politécnica del Litoral, en la tesis de Chávez, Brown y Moyano9 (2004), podemos referenciar que: La vivienda es una de las aspiraciones más apremiantes de la familia ecuatoriana. Dentro de esto, la construcción masiva de viviendas es la actividad que por lo general produce un efecto muy rápido en la reactivación económica de cualquier país en vías de desarrollo, por la construcción de viviendas se genera empleo de mano de obra no calificada. (p. 1) Considerando lo antes expuesto, es notable que el déficit habitacional es un problema importante en Ecuador, en donde, a pesar del desarrollo de constante programas sociales de nuevas viviendas, no se ha logrado disminuir la necesidad, a esto se suma que se dispone en un territorio propenso a desastres naturales, tales como terremotos e inundaciones, mismos que son la causa del incremento de dicho déficit. Consultando las informaciones disponibles en el sitio web Hábitat y Vivienda, del Ministerio de Desarrollo Urbano y Vivienda (MIDUVI)10 (2015), según el Programa Nacional de Vivienda Social, podemos conocer que: 8Secretaría Nacional de Planificación y Desarrollo (2013). Plan Nacional del Buen Vivir (2013-2017). [En línea]. Consultado: [01, febrero, 2020]. Disponible en: http://documentos.senplades.gob.ec/Plan%20Nacional%20Buen%20Vivir%202013-2017.pdf 9Chávez, Hernán; Brown, Kenneth; Moyano, Moscoso (2004). Implementación de nuevas tecnologías de construcción en la costa ecuatoriana. [En línea]. Consultado: [06, mayo, 2020]. Disponible en: http://www.dspace.espol.edu.ec/xmlui/handle/123456789/10220 10Ministerio de Desarrollo Urbano y Vivienda. (2015). Programa Nacional de Vivienda Social. [En línea]. Consultado: [28, enero, 2020] Disponible en: http://www.habitatyvivienda.gob.ec/wpcontent/uploads/downloads/2015/04/PROYECTO-PROGRAMA-NACIONAL-DE-VIVIENDA-SOCIAL-9nov- 1.pdf
Optimización energética de un bloque de viviendas de interés social en Ecuador. 17 En la situación actual de la vivienda en Ecuador, el 45% de los 3,8 millones de hogares ecuatorianos habitan en viviendas inadecuadas. Este número contabiliza al 36% de hogares que sufren déficit cualitativo, y al 9% de los hogares que sufren déficits cuantitativos. Los 1,37 millones de hogares con déficit cualitativo residen en viviendas cuya tenencia es insegura, construidas con materiales inadecuados, con carencia de servicios sanitarios básicos, o con problemas de hacinamiento. Los 342.000 hogares con déficit cuantitativo comparten su vivienda con uno o más hogares, o viven en unidades de vivienda improvisadas. Si bien el déficit de vivienda afecta a los hogares de todos los quintiles de ingreso, su incidencia es mayor en los hogares más pobres y vulnerables. Entre los hogares de los dos quintiles con menores ingresos, este déficit alcanza el 67%, (53% cualitativo y 14% cuantitativo). (…) La incidencia del déficit de vivienda varía también según la localización de los hogares. Mientras que en las áreas urbanas el 37% de los hogares habita en viviendas inadecuadas, este número llega al 60% en las rurales. La dispersión geográfica de las viviendas rurales ha generado una elevada carencia de servicios básicos. El 55% de los hogares rurales carecen de conexión a una red de agua, y el 80% no cuentan con un sistema cloacal apropiado. Finalmente, el mapa del déficit de vivienda del país repite el de la distribución de la población total, con el 80% de los hogares localizados en seis provincias: El Oro, Esmeraldas, Guayas, Los Ríos, Manabí y Pichincha. (p. 2 y 3) Existe la necesidad primordial de todo ser humano de tener un espacio donde habitar y descansar dignamente, el mismo que debe cumplir con requerimientos básicos de carácter físico y social. En el Ecuador existe un notable déficit habitacional, que se ve incrementado ante la vulnerabilidad constante que se presenta en el territorio, tanto en eventos naturales como antrópicos. Se considera que la vulnerabilidad afecta tanto a las viviendas como a sus habitantes, provocando el reasentamiento de poblaciones que no siempre satisfacen las necesidades de la población involucrada. Por ello existe la necesidad de indagar en posibles soluciones habitacionales que permitan atenuar la problemática de vivienda, mediante la implementación de tecnologías y alternativas constructivas sustentables y económicas en respuesta a los requerimientos de la población. 4.3. EFICIENCIA ENERGÉTICA Y CONFORT TÉRMICO EN LA VIVIENDA. Las viviendas son en general una manifestación de las innovaciones técnicas y tecnológicas en la industria de la construcción, cuyo objetivo es dar cobijo y protección. Por tanto, el uso de estas tecnologías tiene un impacto inmediato en cuanto al consumo de energía, pero esto no queda ahí, pues durante la vida útil de una vivienda se generan tanto consumo como emisiones, es así que Mazzocco et al11 (2018), describe que: “los impactos negativos del sector de la 11 Mazzocco, M. P.; Filippín, C.; Sulaiman, H.; Larsen, S. F. (2018). Performance energética de una vivienda social en argentina y su rehabilitación basada en simulación térmica. Ambiente Construído, Porto Alegre, v. 18,
18 Evelyn Yaneth Delgado Gutiérrez construcción, entre ellos: es el mayor consumidor de energía (alrededor del 30-40% del consumo mundial) y afecta el ambiente (consume recursos y genera residuos y polución).” Durante los últimos años, se ha incrementado la conciencia ambiental en el sector de la construcción, enfocado especialmente a las viviendas, donde se busca disminuir emisiones por el uso de materiales y equipos, además de una reducción en el pago de facturas en las familias que las habitan, mediante la implementación de soluciones pasivas que aporten confort al interior de la vivienda. Esto conlleva que se realicen estudios del comportamiento térmico-energético de las viviendas sociales dentro de ciertos períodos, para proponer soluciones o alternativas que aporten a las próximas promociones habitacionales. Así continuando con Mazzocco et al, se sostiene que la intervención y mejoramiento de edificios existentes brindan respuestas significativas para la reducción del consumo global de energía y las emisiones de gases; considerándose así estas alternativas como una de las alternativas principales en la búsqueda de la sostenibilidad en el entorno construido, con costos relativamente bajos y cortos períodos de recuperación. Es así que con las mejoras o consideraciones se busca no solo reducir los consumos de energía, sino que además las viviendas brinden confort a quienes las habitan. Así, investigando a Espinoza y Fuentes12 (2015), se describe que: Se entiende por confort ambiental el conjunto de condiciones ambientales aceptadas por las personas para el desarrollo de sus actividades habituales. Depende de cuestiones climáticas, pero también del usuario (aspectos fisiológicos, culturales y psicológicos). Si bien es posible establecer una medida de las condiciones de confort, se reconoce que no son absolutas y dependen de la apreciación personal. La ausencia de confort ambiental implica una sensación de incomodidad o molestia, ya sea por frío, calor, exceso de ruido, falta de iluminación, entre otros. Con lo antes expuesto se entiende además que, los avances técnicos y tecnológicos en el sector de la construcción, en su gran mayoría no han considerado la percepción de las personas, por lo que, si bien existe progresos técnicos, no está claro si los mismos aportan o empeoran el confort térmico en las viviendas. Este es un factor importante, puesto que, el confort que brinde la vivienda a sus habitantes afecta directamente a la salud de los mismos, puesto que, por ejemplo, si se presenta un aislamiento térmico poco o nada adecuado, esto provocará enfriamientos o sobrecalentamientos según cada época del año o zona climática específica. 4.4. REFERENCIAS DE NORMATIVA Y CONSIDERACIONES INTERNACIONALES. n. 4, p. 215-235. [En línea]. Consultado: [06, mayo, 2020]. Disponible en: https://www.scielo.br/pdf/ac/v18n4/1678-8621-ac-18-04-0215.pdf 12 Espinosa Cancino, Constanza; Cortés Fuentes, Alejandra (2015). Confort higro-térmico en vivienda social y la percepción del habitante. [En línea]. Consultado: [06, mayo, 2020]. Disponible en: https://scielo.conicyt.cl/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0718- 83582015000300008&lng=en&tlng=en&SID=E5Bc2n3tOfVExuugr9P
Optimización energética de un bloque de viviendas de interés social en Ecuador. 19 En el desarrollo del presente trabajo es importante mencionar que existe normativa internacional de referencia, misma que considera específicamente aspectos energéticos y de confort en viviendas. Se tiene así que en los países miembros de la Unión Europea existe desde hace varios una conciencia respecto al ahorro energético y mejora del confort en las edificaciones, mismas que se han traducido en normas y manuales; esto como respuesta al compromiso adquirido en la búsqueda de la reducción del consumo de energía y emisiones de gases a la atmósfera. Así, el Parlamento Europeo13 (2020) expone en su sitio web lo siguiente: “Cada vez reviste mayor importancia para la Unión la reducción del consumo y del despilfarro de energía. Los líderes de la Unión establecieron en 2007 el objetivo de reducir, a más tardar en 2020, el consumo anual de energía de la Unión en un 20 %. En 2018, como parte del paquete de medidas «Energía limpia para todos los europeos», se estableció un nuevo objetivo consistente en la reducción del consumo de energía en al menos un 32,5 % en el horizonte 2030.” Continuando con esta información, se menciona que, en noviembre de 2016, la Comisión presentó una propuesta de modificación de la Directiva 2012/27/UE relativa a la eficiencia energética, misma que fue aprobada por el Parlamento y el Consejo en diciembre de 2018. Además, el Parlamento aprobó en septiembre de 2016 su Resolución sobre la estrategia de la Unión en el ámbito de la calefacción y la refrigeración, en la que pedía a la Comisión que centrara su actividad en las medidas de eficiencia energética en edificios, particularmente en el caso de los hogares en situación de pobreza energética. Posteriormente, en febrero de 2018, se aprobó una serie de recomendaciones no legislativas elaboradas por la Comisión de Industria, Investigación y Energía (ITRE) en las que manifestaba su apoyo a los sistemas de educación que contribuyan a la comprensión por parte de la ciudadanía europea de cómo ahorrar más energía y se mostraba, por otra parte, favorable a aumentar la financiación relacionada con proyectos energéticos de bajas emisiones en un 50% como mínimo. La Directiva (UE) 2018/844 del Parlamento Europeo y del Consejo de 30 de mayo de 2018 por la que se modifica la Directiva 2010/31/UE relativa a la eficiencia energética de los edificios y la Directiva 2012/27/UE relativa a la eficiencia energética, se basa en las siguientes consideraciones: - Reducción de gases efecto invernadero en al menos 40% al 2030 en comparación con 1990. - Compromiso en un programa energético, sostenible, competitivo y descarbonizado al 2050, adoptando medidas destinadas al objetivo al largo plazo de emisiones de gases efecto invernadero y descarbonización del parque inmobiliario, responsable del 36% de las emisiones de CO2. 13 Ciucci, Mateo (2020). Parlamento Europeo. [En línea]. Consultado: [13, marzo, 2020]. Disponible en: https://www.europarl.europa.eu/factsheets/es/sheet/69/la-eficiencia-energetica
20 Evelyn Yaneth Delgado Gutiérrez - En materia de energía y cambio climático está relacionada con los esfuerzos de la Unión para renovar su parque inmobiliario priorizando la eficiencia energética, aplicando el principio «primero, la eficiencia energética» y estudiando el despliegue de las energías renovables. - Transformación de edificios existentes en edificios de consumo casi nulo, promoviendo un acceso igualitario a las reformas, especialmente en los consumidores que sufren pobreza energética y para las viviendas sociales. - Priorizar la calidad del aire, en función del nivel de confort y bienestar, considerando que es fundamental garantizar un aislamiento completo y homogéneo del edificio, que incluya balcones, ventanas, tejados, paredes, puertas y suelos, y se debe prestar especial atención a prevenir que la temperatura de cualquier superficie interna del edificio descienda por debajo de la temperatura del punto de rocío. - Garantizar que las medidas para mejorar la eficiencia energética de los edificios no se centren únicamente en la envolvente del edificio, sino que incluyan todos los elementos pertinentes y los sistemas técnicos de un edificio, como los elementos pasivos que forman parte de las técnicas pasivas orientadas a reducir las necesidades energéticas para calefacción o refrigeración, el uso de energía para iluminación y ventilación. - Incentivos en el uso de las soluciones de tipo natural, como una vegetación urbana bien diseñada, tejados verdes y muros que aportan aislamiento y sombra a los edificios. - Fomentar el uso de instalaciones alternativas de alta eficiencia en edificios nuevos, que proporcionen al mismo tiempo unas buenas condiciones climáticas interiores y la seguridad contra incendios y seísmos. - Incrementar la producción de electricidad renovable. - El uso de tecnologías y sistemas electrónicos para adaptar el funcionamiento de los edificios según las necesidades de los ocupantes. - Revisiones e inspecciones periódicas en las unidades de calefacción, refrigeración y ventilación. - Animar la automatización de los edificios, reduciendo el consumo energético, mismo que se adapta a perfiles específicos. Desde un punto de vista más específico, es importante mencionar que España, como miembro de la Unión Europea, cuenta también con metas respecto a la disminución del consumo de energía y generación de gases. Por ello, el Código Técnico de la Edificación CTE, ha establecido mediante los Documentos Básicos DBHE, un apartado específico para el ahorro de energía, cuyo objeto establecer reglas y procedimientos que permiten cumplir el requisito básico de ahorro de energía, en el que se consideran los siguientes enunciados: - Limitación del consumo energético. - Condiciones para el control de la demanda energética. - Condiciones de las instalaciones térmicas. - Condiciones de las instalaciones de iluminación. - Contribución mínima de energía renovable para cubrir la demanda de agua caliente sanitaria. - Generación mínima de energía eléctrica.
Optimización energética de un bloque de viviendas de interés social en Ecuador. 21 Este documento es de aplicación tanto para nuevas edificaciones como para las intervenciones en edificios existentes. De la misma manera establece que, el consumo energético de los edificios se limitará en función de la zona climática de invierno de su localidad de ubicación. El mismo será valorado según el consumo de energía primaria no renovable (Cep,nren) para el cual se establecen unos valores límites. Para que las edificaciones cumplan con las exigencias establecidas en el DBHE, se consideran aspectos tales como: a) la definición de la localidad y de la zona climática de ubicación; b) la compacidad (V/A) del edificio o parte del edificio; c) el esquema geométrico de definición de la envolvente térmica d) la caracterización de los elementos que componen la envolvente térmica (cerramientos opacos, huecos y puentes térmicos), así como los valores límite de los parámetros que resulten aplicables; e) la caracterización geométrica, constructiva e higrotérmica de los elementos afectados por la comprobación de la limitación de descompensaciones, así como los valores límite que les correspondan; f) las características técnicas mínimas que deben reunir los productos que se incorporen a las obras y sean relevantes para el comportamiento energético; g) en edificios nuevos de uso residencial privado, la relación del cambio de aire con una presión diferencial de 50 Pa (n50); h) la verificación del cumplimiento de la exigencia de limitación de condensaciones. La caracterización de los cerramientos opacos incluirá: a) las características geométricas y constructivas; b) las condiciones de contorno (contacto con el aire, el terreno, o adiabático) y el espacio al que pertenecen; c) los parámetros que describan adecuadamente sus prestaciones térmicas, pudiendo emplear una descripción simplificada mediante agregación de capas paralelas y homogéneas que presente un comportamiento térmico equivalente donde: i. las capas con masa térmica apreciable se caracterizan mediante su espesor, densidad, conductividad y calor específico y, ii. las capas sin masa térmica significativa (cámaras de aire, membranas, etc) se caracterizan por la resistencia total de la capa y su espesor. La caracterización de los huecos incluirá: a) las características geométricas y constructivas; b) el espacio al que pertenecen; c) la descripción y caracterización de las protecciones solares, sean fijas o móviles, y otros elementos que puedan producir sombras o disminuir la captación solar de los huecos; d) la superficie y la transmitancia térmica del vidrio y del marco, así como la del conjunto del hueco; e) el factor solar del vidrio, salvo en el caso de puertas con superficie semitransparente inferior al 50%;
22 Evelyn Yaneth Delgado Gutiérrez f) la absortividad de la cara exterior del marco; g) la permeabilidad al aire. La caracterización de los puentes térmicos lineales incluirá: a) su tipo, descripción y localización; b) la transmitancia térmica lineal, obtenida en relación con los cerramientos contiguos; c) su longitud; d) el sistema dimensional utilizado cuando no se empleen dimensiones interiores, o pueda dar lugar a dudas. De la misma manera, incluye una serie de recomendaciones y especificaciones particulares según cada caso, considerando zonas climáticas, usos, geometrías, entre otros. Para ello, cuenta con otra serie de documentos de apoyo que se clasifican en: - Cálculo de parámetros característicos de la envolvente (enero 2020) - Comprobación de limitación de condensaciones superficiales e intersticiales en los cerramientos - Puentes térmicos - Climas referencia - Documento descriptivo climas de referencia - Archivos de datos de todas las zonas climáticas 4.5. PROYECTO DE VIVIENDA CASA PARA TODOS. Este proyecto nace como una propuesta del gobierno local. Según los datos oficiales, el mismo se ejecutará desde el año 2019 hasta el año 2028 (10 años), con base a la propia gestión del proyecto, componentes y actividades (subvención de tasa de interés y vigencia del fideicomiso). Mediante la implementación del proyecto de vivienda Casa para Todos se pretende atender a la población ubicada en los siguientes segmentos: -Vivienda del Primer Segmento. Viviendas totalmente subvencionadas por el Estado; direccionadas a la población en pobreza extrema y pobreza que serán identificados por la métrica establecida por el ente rector, más criterios de priorización (vulnerabilidades) estipuladas en la normativa vigente. Existen además otro tipo de viviendas cuyas características arquitectónicas y de subvención difieren de la anterior, que por objeto de estudio se disponen enlistadas, pero no detalladas. -Vivienda del Segundo Segmento. -Vivienda del Tercer Segmento. - Incentivos del Cuarto Segmento. Con la ejecución de este proyecto se pretende promover el acceso de la población identificada por los segmentos anteriormente descritos, con la finalidad de contribuir al desarrollo de las personas que no cuentan con vivienda propia.
Optimización energética de un bloque de viviendas de interés social en Ecuador. 29 5. OBJETIVOS: 5.1. OBJETIVO GENERAL: • Evaluar el componente energético en función del confort térmico de las viviendas del programa “Casa para todos” en distintas zonas climáticas de Ecuador, considerando su futuro desempeño con las consideraciones del cambio climático. 5.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS: • Analizar y establecer las zonas climáticas de referencia para la evaluación considerando los efectos del cambio climático. • Simular y evaluar el desempeño energético de la vivienda prototipo en función del confort térmico en su estado actual para los ámbitos climáticos establecidos. • Estudiar y determinar las soluciones pasivas con mejores resultados para los ámbitos climáticos simulados. • Determinar cuál de las alternativas resulta óptima en cada localidad. • Valorar la respuesta real del actual programa de vivienda.
30 Evelyn Yaneth Delgado Gutiérrez 6. METODOLOGÍA: Para alcanzar los objetivos establecidos en la presente investigación, se utiliza el método de carácter deductivo. Tal como lo indica Gladys Dávila (2016)17, respecto al razonamiento deductivo se tiene que: Aristóteles y sus discípulos implantaron el razonamiento deductivo como un proceso del pensamiento en el que de afirmaciones generales se llega a afirmaciones específicas aplicando las reglas de la lógica. Es un sistema para organizar hechos conocidos y extraer conclusiones, lo cual se logra mediante una serie de enunciados que reciben el nombre de silogismos, los mismos comprenden tres elementos: a) la premisa mayor, b) la premisa menor y c) la conclusión. Ilustración 8. Diagrama metodológico. El trabajo está distribuido en dos líneas principales (Ilustración 8), el análisis de la vivienda en su estado actual en cada una de las zonas climáticas escogidas y su adaptación al cambio climático en 2050; y, por otro lado, el estudio de posibles medidas de mejora que favorezcan el confort térmico de las unidades habitacionales. 17 Dávila Newman, Gladys (2016). El razonamiento inductivo y deductivo dentro del proceso investigativo en ciencias experimentales y sociales. Universidad Pedagógica Experimental Libertador. Venezuela.
Optimización energética de un bloque de viviendas de interés social en Ecuador. 31 Complementado lo anterior, se expone que, para el desarrollo de esta investigación en base a las líneas descritas, se detallan las siguientes fases: 1. Descripción de la vivienda, considerando sus componentes constructivos, distribución arquitectónica y demás características en su estado actual. 2. Definición de las ciudades en donde se simulará la vivienda según la distribución climática establecida, así como en función de la densidad poblacional y demás datos de estadística nacional. En este componente se consideran y describen características climatológicas de cada lugar según fuentes oficiales, así como datos y gráficas generales obtenidos con el software Climate Consultant. 3. Modelado de la vivienda mediante la herramienta informática DesignBuilder. Para ello se recrea virtualmente la geometría del edificio, así como el establecimiento de la materialidad del mismo. De la misma manera, se configuran datos relevantes para cada situación, estableciendo así comportamientos de ocupación, apertura de ventanas, densidad poblacional y demás variables detalladas en futuros apartados. 4. Una vez que se ha definido el modelo con las características propias de cada zona climática escogida, se procede a la simulación en el mismo programa, para lo cual fue necesaria la elaboración de archivos climáticos de cada una de las ciudades a analizar tanto del escenario actual como el proyectado a 2050, considerando tres escenas A2, B1 y A1B, obtenidos mediante la extrapolación de datos climáticos existentes realizados con el programa informático Meteonorm, descrito con mayor amplitud en el apartado 9.5. Se realiza simulación de la vivienda en su estado original para la situación climática y proyectada a 2050 en cada una de las localidades definidas. Se han realizado un total de 16 simulaciones, cuatro para cada localidad, considerando la vivienda original en la situación climática actual y la proyectada en cada uno de los tres escenarios. 5. Se continúa con la interpretación de los resultados, a fin de concertar si la vivienda estudiada se adapta a las condicionantes climáticas de cada zona. Para la cuantificación de resultados se ha escogido basar los mismos en el muestreo de uno de los espacios comunes de la edificación, considerando así el salón de cada vivienda, utilizando la nomenclatura expresa en las ilustraciones 9 y 10.
32 Evelyn Yaneth Delgado Gutiérrez Ilustración 9. Distribución y nomenclatura de la vivienda, planta baja. Fuente propia. Ilustración 10. Distribución y nomenclatura de la vivienda, planta alta. Fuente propia. Para el análisis se han escogido rangos de temperatura de confort específicos según las condiciones climáticas de cada zona, así como las recomendaciones de documentos oficiales publicados por organismos nacionales. De la misma manera, se detallan cada uno de los componentes indicados y considerados previos a las simulaciones, mismos
Optimización energética de un bloque de viviendas de interés social en Ecuador. 33 que han sido determinados en función de datos estadísticos de condicionantes sociales y demográficas de Ecuador. Se entiende por confort térmico al grado de satisfacción de los usuarios con respecto al ambiente térmico en las edificaciones y lo conforman seis factores: rango metabólico (nivel de actividad del usuario); aislamiento por vestimenta (tipo de vestimenta); temperatura del aire; temperatura radiante (de las superficies inmediatas); velocidad del aire; y humedad relativa. Se ha decidido escoger como rango de temperatura de confort entre 20° y 25°C para el las zonas climáticas Af, Aw y BSh, mientras que entre 20° y 24°C para la zona climática Cfb. Las características de cada zona se describen en el siguiente capítulo. 6. Se realiza una comparación de los datos obtenidos en las simulaciones, considerando las horas en que la vivienda se encuentre dentro de los rangos de temperatura de confort para cada caso, estudiando su comportamiento en la situación climática actual y proyectando su desempeño ante el escenario climático de 2050. 7. Luego del diagnóstico y análisis de los resultados de las simulaciones, se plantean alternativas de mejora que favorezcan la optimización energética de las viviendas en función del confort interno. 8. Se realizan nuevas simulaciones con cada una de las alternativas y se analizan, estudiando aquellas cuyos resultados indiquen la situación que se traduce como óptima para cada localidad, tanto en el contexto climático actual como proyectado a 2050, es decir, aquella propuesta que signifique un mayor incremento de las horas dentro del rango de confort. En esta fase, se han realizado un total de 34 simulaciones aproximadamente, de las cuales 26 se encuentran documentadas en el presente trabajo.
34 Evelyn Yaneth Delgado Gutiérrez 7. DESCRIPCIÓN DEL ÁREA DE ESTUDIO. El presente trabajo se desarrolla en distintas zonas climáticas de Ecuador, mismas que han sido consideradas según la clasificación de Koppen-Geiger. Tal como indica el sitio web de Meteorología y climatología de Navarra (2020)18: la clasificación de Koppen fue creada inicialmente por el climatólogo alemán Wladimir Köppen en 1884 y revisada posteriormente por él mismo y por Rudolf Geiger, describe cada tipo de clima con una serie de letras, normalmente tres, que indican el comportamiento de las temperaturas y las precipitaciones (ilustración 11). Divide los climas del mundo en cinco grupos principales: tropical, seco, templado, continental y polar, identificados por la primera letra en mayúscula. Cada grupo se divide en subgrupos, y cada subgrupo en tipos de clima. Los tipos de clima se identifican con un símbolo de 2 o 3 letras. Ilustración 11. Mapa climático de Koppen-Geiger. Fuente: sitio web de Meteo Red. A partir de esta clasificación, es necesario llevar la misma al nivel específico del país de estudio. 7.1. Datos geográficos de la República del Ecuador. Antes de indicar la distribución de climas que posee Ecuador, es importa indicar sus generalidades geográficas, es así que, analizando las informaciones disponibles en el sitio web 18 Gobierno de Navarra, 2020. Clasificación climática de Köppen. Meteorología y climatología de Navarra [En línea]. Consultado: [21, diciembre, 2019]. Disponible en: http://meteo.navarra.es/definiciones/koppen.cfm
Optimización energética de un bloque de viviendas de interés social en Ecuador. 35 del Instituto Oceanográfico de la Armada del Ecuador INOCAR (2012)19, podemos transcribir que: La República del Ecuador se halla situada en la costa noroccidental de América del Sur, en la zona tórrida del continente americano. La parte continental está ubicada entre los paralelos 01°30’ N y 03°23.5’ S y los meridianos 75°12’ W y 81°00’ W. Al territorio nacional le atraviesa la línea ecuatorial, precisamente 22 Km al N de la ciudad de Quito, que es su capital. Es un país continental con preponderancia marítima, pero con un desarrollo de más de 1200 Km de costas, sin contar con el Archipiélago de Galápagos e islas continentales. El Ecuador, luego de la firma del Protocolo de Río de Janeiro de 1942 y el Acuerdo de Paz del 26 de Octubre de 1998 con Perú, cuenta con las siguientes extensiones: Continental 262.826 Km2 y región Insular 7.844 Km2, totalizando una extensión territorial de 270.670 km2. (p. 13) Ilustración 12. Mapa político de la República del Ecuador. Fuente: sitio web de Efemérides del Ecuador. La República del Ecuador está dividida políticamente en 24 provincias, distribuidas de la siguiente manera: 19 Instituto Oceanográfico de la Armada del Ecuador (2012). Capítulo I: Información General de la República del Ecuador. [En línea]. Consultado: [14, enero, 2019]. Disponible en: http://www.inocar.mil.ec/docs/derrotero/derrotero_cap_I.pdf
36 Evelyn Yaneth Delgado Gutiérrez REGIÓN LÍTORAL O COSTA de Norte a Sur • Esmeraldas (Esmeraldas) • Santo Domingo de los Tsáchilas (Santo Domingo) • Manabí (Portoviejo) ϖ Guayas (Guayaquil) • Santa Elena (Santa Elena) • Los Ríos (Babahoyo) • El Oro (Machala). REGIÓN INTERANDINA O SIERRA de Norte a Sur • Carchi (Tulcán) ϖ Imbabura (Ibarra) • Pichincha (Quito, capital de la República del Ecuador) • Cotopaxi (Latacunga) • Tungurahua (Ambato) • Bolívar (Guaranda) • Chimborazo (Riobamba) • Cañar (Azogues) • Azuay (Cuenca) • Loja (Loja). REGIÓN ORIENTAL O AMAZÓNICA de Norte a Sur • Sucumbíos (Nueva Loja) • Orellana (Puerto Francisco de Orellana) • Napo (Tena) • Pastaza (Puyo) • Morona Santiago (Macas) • Zamora Chinchipe (Zamora). REGIÓN INSULAR O GALÁPAGOS Provincia de Galápagos (Puerto Baquerizo Moreno). Las 24 provincias se subdividen en cantones y éstos en parroquias urbanas y rurales, se hallan regidas por gobernadores, alcaldes, jefes políticos y tenientes políticos, según se trate de provincia, cantón o parroquias respectivamente. 7.2. Datos climáticos del Ecuador. Revisando la distribución climática de Koppen-Geiger, se ha determinado que, en Ecuador, a pesar de su extensión reducida en relación de los países próximos al mismo, se disponen nueve tipologías de clima que se describen en la tabla 1.
Optimización energética de un bloque de viviendas de interés social en Ecuador. 37 DISTRIBUCIÓN CLIMÁTICA DEL ECUADOR SEGÚN KOPPEN-GEIGER Clasificación Köppen- Geiger Clima de la selva tropical Af Clima tropical del monzón Am Clima de sabana tropical Aw Los climas semiáridos calientes BSh Los climas calientes del desierto BWh Clima oceánico Cfb Clima mediterráneo de verano cálido Csb Clima oceánico subtropical de alta montaña Cwb Tundra Et Tabla 1. Distribución climática del Ecuador según Koppen-Geiger. Fuente: Climate-data org. Al delimitar los casos de estudio, se ha decidido escoger una ciudad por cada zona climática, mismas que reúnen mayor densidad poblacional y, por tanto, mayor número de viviendas, escogiendo así siete localidades, las cuales disponen de los más altos índices de asentamientos humanos en el país, como son: Quito, Portoviejo, Esmeraldas y Nueva Loja. La ubicación de las ciudades en función de las zonas climáticas se observa en la ilustración 14 con correspondencia a los datos incluidos en la tabla 2. Clasificación Köppen- Geiger Ciudad/es de estudio Clima de la selva tropical Af Nueva Loja Clima de sabana tropical Aw Esmeraldas Los climas semiáridos calientes BSh Portoviejo Clima oceánico Cfb Quito Tabla 2. Identificación de las ciudades a estudiar según cada zona climática.
38 Evelyn Yaneth Delgado Gutiérrez Ilustración 13. Identificación de las ciudades con mayor densidad poblacional según cada zona climática.
Optimización energética de un bloque de viviendas de interés social en Ecuador. 45 Ilustración 23. Situación geográfica de la ciudad de Nueva Loja. Fuente: Sitio web del GAD municipal de Nueva Loja. Clima. Según la clasificación de Köppen-Geiger, Nueva Loja se ubica en la zona climática Af, catalogada como clima de la selva tropical. El clima de Lago Agrio es cálido y lluvioso. La temporada de mayores lluvias tiene lugar durante el verano del hemisferio norte (de junio a agosto). Temperatura. Las temperaturas oscilan entre 23 ºC y 35 ºC. En las ilustraciones 25, 26 y 27 se observan datos climatológicos obtenidos a partir de la información incluida en los archivos climáticos elaborados para el presente estudio.
46 Evelyn Yaneth Delgado Gutiérrez Ilustración 24. Temperaturas mensuales de Nueva Loja. Datos obtenidos mediante programa informático Climate Consultant. Ilustración 25. Rangos mensuales de cobertura del cielo en Nueva Loja. Datos obtenidos mediante programa informático Climate Consultant. Ilustración 26. Datos mensuales de temperatura de bulbo seco y humedad relativa de Nueva Loja. Datos obtenidos mediante programa informático Climate Consultant.
Optimización energética de un bloque de viviendas de interés social en Ecuador. 47 Esmeraldas. Referenciando datos del sitio web Ecostravel23 (2020), Esmeraldas es una ciudad costera, ubicada al noroeste de Ecuador. Es la capital de la provincia homónima. Se asienta en la margen izquierda junto a la desembocadura del río Esmeraldas en el océano Pacífico a 4 msnm. Ilustración 27. Situación geográfica de Esmeraldas. Fuente: Charpentier A. et al (s.f). Clima. Según la clasificación de Köppen-Geiger, Esmeraldas se ubica en la zona clmática Aw, catalogada como clima de la sabana tropical. Cuenta con dos estaciones definidas "tropical monzón", con un porcentaje de humedad seca del 40% que va de los meses de junio a 23 Ecostravel, 2020. Esmeraldas Ecuador. [En línea]. Consultado: [15, enero, 2020]. Disponible en: https://www.ecostravel.com/ecuador/ciudades-destinos/esmeraldas.php
48 Evelyn Yaneth Delgado Gutiérrez noviembre y "tropical húmedo", con un porcentaje de humedad del casi del 100% que va de noviembre a mayo en las cuencas centrales y costa externa septentrional. Temperatura. Las temperaturas oscilan entre 21 ºC y 28 ºC. En las ilustraciones 29, 30 y 31 se observan datos climatológicos obtenidos a partir de la información incluida en los archivos climáticos elaborados para el presente estudio. Ilustración 28. Temperaturas mensuales de Esmeraldas. Datos obtenidos mediante programa informático Climate Consultant. Ilustración 29. Rangos mensuales de cobertura del cielo en Esmeraldas. Datos obtenidos mediante programa informático Climate Consultant.
Optimización energética de un bloque de viviendas de interés social en Ecuador. 49 Ilustración 30. Datos mensuales de temperatura de bulbo seco y humedad relativa de Esmeraldas. Datos obtenidos mediante programa informático Climate Consultant.
50 Evelyn Yaneth Delgado Gutiérrez 8. DESCRIPCIÓN DEL PROTOTIPO DE VIVIENDA. Como parte del estudio se ha considerado la propuesta implantada por el Gobierno de la República del Ecuador, mediante un plan del Ministerio de Desarrollo Urbano y Vivienda MIDUVI, denominado PROYECTO DE VIVIENDA CASA PARA TODOS – CPT, publicado en octubre de 2018, en donde se disponen tres tipologías distintas: 1. Vivienda unifamiliar de 2 dormitorios. 2. Bloques multifamiliares 4D (4 unidades de viviendas de 2 dormitorios cada una). 3. Bloques multifamiliares 8D (8 unidades de viviendas de 2 dormitorios cada una). En el mencionado proyecto se indica que se cuenta con un total de 4174 unidades de vivienda, distribuidas en 12 provincias del país, y con una inversión total de $ 2.861.900.875,35. La tipología que se estudia como parte del proyecto del MIDUVI es la siguiente: 1. Bloque de 4 viviendas: La vivienda tipo estudiada se organiza en un bloque multifamiliar con 4 departamentos, teniendo así, dos componentes habitacionales en cada planta. Cada unidad de vivienda cuenta con dos dormitorios, un baño, cocina y un espacio de sala – comedor y dispone de un área de 52m2. Ilustración 31. Planta baja bloque multifamiliar. Fuente. Ministerio de Desarrollo Urbano y Vivienda.
Optimización energética de un bloque de viviendas de interés social en Ecuador. 51 Ilustración 32. Planta alta del bloque multifamiliar. Fuente. Ministerio de Desarrollo Urbano y Vivienda. Ilustración 33. Planta de cubiertas. Fuente. Ministerio de Desarrollo Urbano y Vivienda.
52 Evelyn Yaneth Delgado Gutiérrez Ilustración 34. Fachada frontal. Fuente. Ministerio de Desarrollo Urbano y Vivienda. Ilustración 35. Fachada lateral izquierda. Fuente. Ministerio de Desarrollo Urbano y Vivienda.
Optimización energética de un bloque de viviendas de interés social en Ecuador. 53 Ilustración 36. Corte A-A. Fuente. Ministerio de Desarrollo Urbano y Vivienda. Ilustración 37. Corte C-C. Fuente. Ministerio de Desarrollo Urbano y Vivienda.
54 Evelyn Yaneth Delgado Gutiérrez 9. CONDICIONANTES DEL ANÁLISIS. En el presente capítulo se describen cada uno de las condicionantes y consideraciones establecidas para el análisis de la vivienda en cada una de zonas climáticas, datos que han sido obtenidos según recomendaciones e información oficial de datos estadísticos del Estado ecuatoriano. 9.1. DEFINICIÓN CONSTRUCTIVA DE LA VIVIENDA. El bloque de viviendas se encuentra construida de la siguiente manera: - Estructura principal de muros portantes de hormigón armado, con un revestimiento interior de yeso y al exterior con acabado de pintura. Ilustración 38. Detalle de muro portante. Fuente. Ministerio de Desarrollo Urbano y Vivienda. Ilustración 39. Detalle de cimentación en muros exteriores. Fuente. Ministerio de Desarrollo Urbano y Vivienda.
Optimización energética de un bloque de viviendas de interés social en Ecuador. 61 10. ANÁLISIS DE RESULTADOS. Este apartado incluye la descripción de los datos obtenidos con las simulaciones de la vivienda con sus características originales en cada una de las localidades escogidas. Los resultados recogen la posición del sol respecto al edificio en una hora y fecha específica que se replica en cada una de las localidades, así como un diagrama respecto al comportamiento de la temperatura al interior del bloque, es decir, datos promedios de las cuatro unidades de viviendas arrojados por el programa, con tablas mensuales y diarias, que permiten observar los picos de variación. Se recoge además una tabla resumen en donde se exponen los resultados respecto al número de horas que se dispone por debajo, dentro y por encima de los rangos de confort de cada uno de los espacios estudiados, que como se ha descrito anteriormente, consiste en los salones de cada unidad de vivienda etiquetados con las letras A y B para planta baja y B y C en planta alta. Estos resultados incluyen valores tanto de la vivienda en el contexto climático actual, como el proyectado en cada uno de los tres escenarios escogidos A2, B1 y A1B, en donde se describe un porcentaje promedio de confort térmico al interior de cada salón en la situación actual y en la proyectada a 2050. 10.1. Vivienda en zona climática Cfb – Quito. Situación actual. Ilustración 48. Diagrama solar Quito a las 15:00 del 21 de marzo. Imagen obtenida por la autora mediante simulación en DesignBuilder. La ilustración 48 describe el diagrama solar respecto a la vivienda ubicada en la ciudad de Quito, en donde se observa que, por su proximidad a la línea ecuatorial, la posición del sol es casi perpendicular, proyectando una sombra poco perceptible.
62 Evelyn Yaneth Delgado Gutiérrez Ilustración 49. Gráfica y datos de la temperatura exterior e interior del edificio, resultados mensuales. Zona Cfb. Datos obtenidos por la autora mediante simulación en DesignBuilder. En la ilustración 49 se observa que la temperatura media mensual para la ciudad de Quito en el escenario climático actual fluctúa entre los 14°C y 15°C a lo largo del año, disponiéndose una temperatura al interior del conjunto de entre 4°C y 5°C por encima.
Optimización energética de un bloque de viviendas de interés social en Ecuador. 63 Ilustración 50. Gráfica y datos de la temperatura exterior e interior de la vivienda, resultados diarios. Zona Cfb. Datos obtenidos por la autora mediante simulación en DesignBuilder. Al igual en que la gráfica anterior, en la ilustración 50 se observa que la temperatura al interior del bloque de viviendas es superior a la exterior entre 4°C y 5°C, sin embargo, al mostrar resultados diarios, se distingue con mayor detalle los picos en la variación de temperatura exterior, mismos que se reflejan en la temperatura interna de las viviendas.
64 Evelyn Yaneth Delgado Gutiérrez Tabla 3. Porcentaje de horas en rango de temperatura de confort Quito, 20° a 24°C, vivienda en estado original, situación climática actual y proyectada. La tabla 3 describe, como se indicó al inicio del capítulo, el número de horas por debajo, dentro y por encima del rango de confort especificado de cada una de las estancias estudiadas con los componentes originales del edificio, así como el porcentaje que representan las horas de confort. La tabla incluye los resultados de temperaturas para la estancia en el escenario climático actual, así como en los escenarios proyectados a 2050, estableciendo al inicio de cada salón el porcentaje promedio dentro de los rangos de confort en su proyección a 2050. Al final de la tabla se describen los porcentajes de confort térmico para el edifico en general, es decir, promediando los valores independientes de cada estancia. Con lo antes expuesto, se observa que existe una marcada diferencia de temperatura entre la planta baja y la planta alta, ya que esta última contempla mayor variación en su temperatura, en directa proporción al cambio en la temperatura al exterior de la vivienda, de tal manera que, en los salones C y D, la temperatura a lo largo del año oscila entre 13°C y 27°C, mientras que en planta baja el rango es menor, al variar entre 15°C a 23°C. Las gráficas de temperaturas para cada estancia se pueden observar en las ilustraciones 120 a 123 recogidas en el capítulo de Anexos. Con ello se puede determinar que las viviendas en planta alta, representadas por los salones C y D tienen una mayor cantidad de horas dentro del rango de confort con 31,37% y QUITO DEBAJO CONFORT SOBRE SITUACIÓN N° HORAS N° HORAS N° HORAS 27,62% ACTUAL 7732,5 1027,5 011,73% 2050 ESCENARIO A2 6945 1815 020,72% 2050 ESCENARIO B1 7214 1546 017,65% 2050 ESCENARIO A1B 4720 3898,5 141,5 44,50% 19,88% ACTUAL 7735,5 1024,5 011,70% 2050 ESCENARIO A2 6938,5 1821,5 020,79% 2050 ESCENARIO B1 7202 1558 017,79% 2050 ESCENARIO A1B 6914 1845 021,06% 41,68% ACTUAL 5924 2748 88 31,37% 2050 ESCENARIO A2 4844,5 3704 211,5 42,28% 2050 ESCENARIO B1 5247,5 3380,5 132 38,59% 2050 ESCENARIO A1B 4742,5 3869,5 148 44,17% 42,09% ACTUAL 5930,5 2750 79,5 31,39% 2050 ESCENARIO A2 4806,5 3752,5 201 42,84% 2050 ESCENARIO B1 5230 3410 120 38,93% 2050 ESCENARIO A1B 4720 3898,5 141,5 44,50% 21,55% 31,66% 28,24% 38,56% PROMEDIO HORAS DE CONFORT ESCENARIO A2 PROMEDIO HORAS DE CONFORT ESCENARIO B1 PROMEDIO HORAS DE CONFORT ESCENARIO A1B HORAS CON TEMPERATURA DE CONFORT EN VIVIENDA PORCENTAJE SALON A - PROMEDIO PROYECCIÓN 2050 SALON B - PROMEDIO PROYECCIÓN 2050 SALON C - PROMEDIO PROYECCIÓN 2050 SALON D - PROMEDIO PROYECCIÓN 2050 PROMEDIO HORAS DE CONFORT SITUACION ACTUAL
Optimización energética de un bloque de viviendas de interés social en Ecuador. 65 31,39% respectivamente, frente al 11,70% de los salones en planta baja, lo que muestra que la incidencia del sol tiene resultados positivos en las unidades de vivienda, sin embargo no resulta suficiente puesto que en promedio el bloque brinda confort térmico tan solo un 21,55% del año, encontrándose la mayor parte del tiempo en temperaturas por debajo del rango. Analizando los datos de las proyecciones climáticas a 2050, se observa que el resultado es positivo, puesto que, al incrementarse la temperatura en la región, se reducen las horas por debajo de la temperatura de confort, manteniéndose un porcentaje mayor en planta alta con los salones C y D promediando 41,68% y 42,09% respectivamente. Ilustración 51. Comparativo del porcentaje dentro del rango de confort, situación climática actual, Quito Ilustración 52. Comparativo del porcentaje dentro del rango de confort, situación climática proyectada a 2050, Quito. Con las ilustraciones 51 y 52, se observa que, en promedio, las viviendas en planta baja cuentan con tan solo la mitad del tiempo dentro de los rangos de confort respecto a la planta
66 Evelyn Yaneth Delgado Gutiérrez alta, cuyos salones presentan temperaturas dentro del rango por debajo del 50% del año tanto en la situación climática actual como en la proyectada a 2050. 10.2. Vivienda en zona climática Bsh – Portoviejo. Situación actual. Ilustración 53. Diagrama solar en vivienda en Portoviejo a las 15:00 del 21 de marzo. Imagen obtenida por la autora mediante simulación en DesignBuilder. La ilustración 53 describe el diagrama solar respecto a la vivienda ubicada en la ciudad de Portoviejo, en donde se observa que, por su proximidad a la línea ecuatorial, aunque ligeramente desplazada hacia el hemisferio sur, la posición del sol presenta un ángulo ligeramente perceptible, proyectando una sombra poco apreciable.
Optimización energética de un bloque de viviendas de interés social en Ecuador. 67 Ilustración 54. Gráfica y datos de la temperatura exterior e interior de la vivienda, resultados mensuales. Zona Bsh. Datos obtenidos por la autora mediante simulación en DesignBuilder. La ilustración 54 muestra que la temperatura media de Portoviejo oscila entre los 24°C y 26°C entre los meses de diciembre a mayo, mientras que el resto del año desciende una media de 2°C. En este caso se observa que la temperatura al interior de la vivienda es en promedio 2°C más elevada.
68 Evelyn Yaneth Delgado Gutiérrez Ilustración 55. Gráfica y datos de la temperatura exterior e interior de la vivienda, resultados diarios. Zona Bsh. Datos obtenidos por la autora mediante simulación en DesignBuilder. Se observa mediante la ilustración 55 mayores picos en los cambios de temperatura, evidenciando que la diferencia de temperatura interior ocurre tal como existe la variación al exterior, es decir, no conserva una temperatura estable, sino que está en directa proporción de la condicionante externa. La temperatura en las zonas de planta baja oscila a lo largo del año entre 21°C y 27°C, mientras que en planta alta la diferencia es mayor, al registrar desde 22°C a 32°C, es decir, 5°C más que en planta baja. Las gráficas de temperaturas para cada estancia se pueden observar en las ilustraciones 124 a 127 recogidas en el capítulo de Anexos.
Optimización energética de un bloque de viviendas de interés social en Ecuador. 69 Tabla 4. Porcentaje de horas en rango de temperatura de confort Portoviejo, 20° a 25°C, vivienda en estado original, situación climática actual y proyectada. La tabla 4 muestra que las viviendas en planta alta, representadas por los salones C y D tienen una menor cantidad de horas dentro del rango de confort con 24,29% y 23,93% respectivamente, frente a un 96% de los salones en planta baja, lo que indica que la incidencia del sol tiene resultados negativos en las unidades de vivienda, por tanto, se observa que las estancias en planta baja pasan la mayor parte del tiempo dentro del rango de confort, difiriendo considerable con los datos obtenidos en planta alta. Al realizar un análisis proyectado a 2050, se obtiene que el resultado es negativo para todas las estancias, puesto que, al incrementarse la temperatura, se reducen las horas que originalmente se disponen dentro del rango de confort, manteniéndose un porcentaje mayor en planta baja con los salones A y B con rangos de confort de 87,42% y 86,93% respectivamente, frente a los escasos 7,81% y 7,42% de los salones C y D. PORTOVIEJO DEBAJO CONFORT SOBRE SITUACIÓN N° HORAS N° HORAS N° HORAS 87,42% ACTUAL 08421 339 96,13% 2050 ESCENARIO A2 07554,5 1205,5 86,24% 2050 ESCENARIO B1 07818,5 941,5 89,25% 2050 ESCENARIO A1B 07601 1159 86,77% 86,93% ACTUAL 08434 326 96,28% 2050 ESCENARIO A2 07515 1245 85,79% 2050 ESCENARIO B1 07779,5 980,5 88,81% 2050 ESCENARIO A1B 07551,5 1208,5 86,20% 7,81% ACTUAL 02127,5 6632,5 24,29% 2050 ESCENARIO A2 0600,5 8159,5 6,86% 2050 ESCENARIO B1 0816,5 7943,5 9,32% 2050 ESCENARIO A1B 0635 8125 7,25% 7,42% ACTUAL 02096 6664 23,93% 2050 ESCENARIO A2 0573 8187 6,54% 2050 ESCENARIO B1 0775,5 7984,5 8,85% 2050 ESCENARIO A1B 0600,5 8159,5 6,86% 60,16% 46,36% 49,06% 46,77% PROMEDIO HORAS DE CONFORT ESCENARIO A2 PROMEDIO HORAS DE CONFORT ESCENARIO B1 PROMEDIO HORAS DE CONFORT ESCENARIO A1B HORAS CON TEMPERATURA DE CONFORT EN VIVIENDA PORCENTAJE SALON A - PROMEDIO PROYECCIÓN 2050 SALON B - PROMEDIO PROYECCIÓN 2050 SALON C - PROMEDIO PROYECCIÓN 2050 SALON D - PROMEDIO PROYECCIÓN 2050 PROMEDIO HORAS DE CONFORT SITUACION ACTUAL
70 Evelyn Yaneth Delgado Gutiérrez Ilustración 56. Comparativo del porcentaje dentro del rango de confort, situación climática actual, Portoviejo. Ilustración 57. Comparativo del porcentaje dentro del rango de confort, situación climática proyectada a 2050, Portoviejo. La ilustración 56 muestra que, en promedio, las viviendas en planta alta cuentan con tan solo una cuarta parte del año dentro de los rangos de confort en el escenario climático actual, frente a un 96% de horas de confort en planta baja. En cuanto a la situación climática proyectada, cuyos valores se describen en la ilustración 57, se observa que los valores caen considerablemente, al mantenerse por debajo del 8% los rangos de confort en los salones C y D, frente a un 87% en las estancias de la planta baja.
Optimización energética de un bloque de viviendas de interés social en Ecuador. 77 Ilustración 64. Gráfica y datos de la temperatura exterior e interior de la vivienda, resultados mensuales. Zona Af. Datos obtenidos por la autora mediante simulación en DesignBuilder. La ilustración 64 muestra que la temperatura media de la ciudad de Nueva Loja oscila entre los 25°C y 26°C entre los meses de diciembre a mayo, mientras que el resto del año desciende una media de 2,5°C. En este caso se observa que la temperatura al interior de la vivienda es en promedio 2°C mayor.
78 Evelyn Yaneth Delgado Gutiérrez Ilustración 65. Gráfica y datos de la temperatura exterior e interior de la vivienda, resultados diarios. Zona Af. Datos obtenidos por la autora mediante simulación en DesignBuilder. La ilustración 65 muestra que la temperatura interior varía en conjunto con la exterior, manteniendo aproximante un grado centígrado más. Se observa que la temperatura en las zonas de planta baja oscila a lo largo del año entre 20°C y 27°C, mientras que en planta alta la diferencia es mayor, al registrar desde 21°C a 32°C, es decir, 5°C más que en planta baja. Las gráficas de temperaturas para cada estancia se pueden observar en las ilustraciones 132 a 135 recogidas en el capítulo de Anexos.
Optimización energética de un bloque de viviendas de interés social en Ecuador. 79 Tabla 6. Porcentaje de horas en rango de temperatura de confort Nueva Loja, 20° a 25°C, vivienda en estado original, situación climática actual y proyectada. Las estancias en planta alta, representadas por los salones C y D, tal como se demuestra en la tabla 6, tienen una menor cantidad de horas dentro del rango de confort con 30,40% y 29,89% respectivamente, frente a un 94% de los salones en planta baja, lo que muestra que la incidencia del sol tiene resultados negativos en las unidades de vivienda, pues se observa que las estancias en planta baja pasan la mayor parte del tiempo dentro del rango de confort, evidenciando una diferencia notoria con los datos obtenidos en planta alta. Al realizar un análisis proyectado a 2050, se observa que el resultado es negativo en todos los casos, puesto que, al incrementarse la temperatura, se reducen las horas que originalmente se disponen dentro del rango de confort, manteniéndose un porcentaje mayor en planta baja con los salones A y B con porcentajes de 94,38% y 94,23% respectivamente, frente a los 26,56% y 25,95% de los salones C y D. NUEVA LOJA DEBAJO CONFORT SOBRE SITUACIÓN N° HORAS N° HORAS N° HORAS 94,25% ACTUAL 0,5 8530,5 229 97,38% 2050 ESCENARIO A2 08298,5 461,5 94,73% 2050 ESCENARIO B1 1,5 8292 466,5 94,66% 2050 ESCENARIO A1B 08177,5 582,5 93,35% 94,28% ACTUAL 0,5 8519,5 239,5 97,26% 2050 ESCENARIO A2 08297,5 462,5 94,72% 2050 ESCENARIO B1 1,5 8300,5 458 94,75% 2050 ESCENARIO A1B 08177,5 582,5 93,35% 26,56% ACTUAL 02663 6097 30,40% 2050 ESCENARIO A2 02457,5 6302,5 28,05% 2050 ESCENARIO B1 02468 6292 28,17% 2050 ESCENARIO A1B 02054,5 6705,5 23,45% 25,95% ACTUAL 02618,5 6141,5 29,89% 2050 ESCENARIO A2 02398,5 6361,5 27,38% 2050 ESCENARIO B1 02420,5 6339,5 27,63% 2050 ESCENARIO A1B 01999,5 6760,5 22,83% 63,73% 61,22% 61,30% 58,24% PROMEDIO HORAS DE CONFORT ESCENARIO A2 PROMEDIO HORAS DE CONFORT ESCENARIO B1 PROMEDIO HORAS DE CONFORT ESCENARIO A1B HORAS CON TEMPERATURA DE CONFORT EN VIVIENDA PORCENTAJE SALON A - PROMEDIO PROYECCIÓN 2050 SALON B - PROMEDIO PROYECCIÓN 2050 SALON C - PROMEDIO PROYECCIÓN 2050 SALON D - PROMEDIO PROYECCIÓN 2050 PROMEDIO HORAS DE CONFORT SITUACION ACTUAL
80 Evelyn Yaneth Delgado Gutiérrez Ilustración 66. Comparativo del porcentaje dentro del rango de confort, situación climática actual, Nueva Loja. Ilustración 67. Comparativo del porcentaje dentro del rango de confort, situación climática proyectada a 2050, Nueva Loja. En la ilustración 66 se observar que, en promedio, las estancias en planta alta cuentan con tan solo un 30% del año dentro de los rangos de confort en la situación climática actual, frente a un 97% de horas de confort en planta baja. Por otro lado, la ilustración 67 muestra, en cuanto a la situación climática proyectada, que los valores disminuyen, al mantenerse en 26% los rangos de confort en los salones C y D, frente a un 94% en las estancias de planta baja.
Optimización energética de un bloque de viviendas de interés social en Ecuador. 81 11. DIAGNÓSTICO. Toda vez que se han analizado los resultados de cada localidad, respecto a la vivienda en su forma original, basándose en el confort térmico al interior de la misma en los escenarios actuales y proyectados a 2050, se observa, tal como se describe en la tabla 7, que la implementación del mismo prototipo de viviendas en distintas zonas climáticas del Ecuador tiene resultados variables en cada localidad, al considerarse aspectos no solo climáticos, sino también de orientación así como el bajo presupuesto de las viviendas de interés social que se traduce en una edificación sin ningún tipo de aislamiento, estando totalmente expuesta a los cambios de temperatura al exterior. Tabla 7. Resumen comparativo de porcentajes de confort en cada localidad, situación original de la vivienda para el escenario climático actual y proyectado a 2050. Se observa que, basados en la situación climática actual, la vivienda resulta menos confortable en la zona climática Cfb, correspondiente a la ciudad de Quito, al encontrarse debajo de la tercera parte del año con temperaturas dentro del rango de confort, esto quiere que la mayor parte del tiempo, los usuarios del edificio se encuentren en situación de disconfort térmico y por tanto en riesgos de salud. Sin embargo, los resultados en la ciudad de Quito para el escenario climático de 2050, muestran una situación favorable, puesto que el porcentaje de confort de las estancias mejora QUITO - Cfb ESCEN. ESPACIO ACTUAL A2 B1 A1B SALON A 11,73% 20,72% 17,65% 44,50% SALON B 11,70% 20,79% 17,79% 21,06% SALON C 31,37% 42,28% 38,59% 44,17% SALON D 31,39% 42,84% 38,93% 44,50% PORTOVIEJO- Bsh ESCEN. ESPACIO ACTUAL A2 B1 A1B SALON A 96,13% 86,24% 89,25% 86,77% SALON B 96,28% 85,79% 88,81% 86,20% SALON C 24,29% 6,86% 9,32% 7,25% SALON D 23,93% 6,54% 8,85% 6,86% NUEVA LOJA - Af ESCEN. ESPACIO ACTUAL A2 B1 A1B SALON A 97,38% 94,73% 94,66% 93,35% SALON B 97,26% 94,72% 94,75% 93,35% SALON C 30,40% 28,05% 28,17% 23,45% SALON D 29,89% 27,38% 27,63% 22,83% ESMERALDAS - Aw ESCEN. ESPACIO ACTUAL A2 B1 A1B SALON A 97,38% 94,97% 94,74% 93,44% SALON B 97,26% 94,75% 94,65% 93,30% SALON C 30,40% 21,31% 21,90% 18,60% SALON D 29,89% 20,70% 21,28% 18,02% SITUACIÓN ORIGINAL A 2050 A 2050 A 2050 A 2050
82 Evelyn Yaneth Delgado Gutiérrez considerablemente. Esto se debe a que, en el escenario actual, esta localidad presenta la mayor cantidad de horas por debajo de la temperatura de confort, entendiendo que, con el previsible aumento debido al cambio climático, la consecuencia se traduce en un mayor número de horas dentro de los rangos indicados. Por otro lado, se evidencia que tanto la zona climática Af y Aw, correspondientes a Nueva Loja y Esmeraldas respectivamente, muestran un comportamiento similar en la situación climática actual, sin embargo, los resultados manifiestan que, en ambas regiones, las estancias ubicadas en la planta alta presentarán el 60% del tiempo temperaturas por encima del rango de confort. Sin embargo, las estancias en planta baja presentan rangos de temperaturas confortables durante la mayor parte del año. Por tanto, la zona Bsh, correspondiente a la ciudad de Portoviejo, obtiene los resultados menos favorables al observar la notable incidencia de la temperatura en las estancias de planta alta, mismas que presentan menos de un 25% del tiempo rangos de confort térmico. No obstante, en planta baja se evidencia un comportamiento similar a las zonas Af y Aw, tal como se observa en la ilustración 68. A pesar de lo expuesto y contrario a lo que sucede con las zonas Cfb y particularmente en la ciudad de Quito, las ciudades de Portoviejo, Esmeraldas y Nueva Loja se ven considerablemente perjudicas en cuanto al confort térmico con la proyección a 2050, según los datos obtenidos luego del análisis del prototipo de vivienda en cada una de las localidades mencionadas. Es importante indicar que, tal como describe la tabla 7, la zona más perjudicada corresponde a la de la ciudad de Portoviejo, al observa que el cambio climático convertiría la vivienda y en particular las estancias ubicadas en planta alta, en espacios no saludables para ser habitados, al representar menos del 10% del tiempo dentro de los rangos de confort. Ilustración 68. Gráfica comparativa de porcentajes dentro de los rangos de confort de la vivienda en su estado original para cada una de las localidades de estudio en escenario climático actual.
Optimización energética de un bloque de viviendas de interés social en Ecuador. 83 12. PROPUESTAS DE MEJORA. Para poder estudiar el comportamiento de la vivienda, se han simulado varias opciones de mejora, con el objetivo de establecer las de mayor beneficio, por lo que, luego de la comparativa, se han decidido descartar algunas propuestas, mismas que serán expuestas a continuación. Los materiales utilizados en las propuestas de mejora han sido escogidos en función de la oferta disponible en el mercado ecuatoriano, misma que se dispone un poco limitada, pues tal como se ha descrito al inicio de este trabajo, hasta hace un par de años no existía normativa aplicable que considere materiales aislantes o con transmitancias térmicas específicas en la evolvente de las edificaciones. De la misma manera, al estudiarse una vivienda de interés social que se construye en masa, los materiales escogidos corresponden a los de menor impacto económico y con mayor disponibilidad de stock en el territorio ecuatoriano. Las variaciones en la morfología de la vivienda han sido escogidas en base a las recomendaciones de los manuales de Estrategias para mejorar las condiciones de habitabilidad y el consumo de energía en viviendas, publicada por el Instituto Nacional de Eficiencia Energética y Energías Renovables, en donde se recomienda facilitar la circulación de aire, así como el control solar en las zonas climáticas que tienden a altas temperaturas. De tal manera que luego del estudio tanto de materiales como de las recomendaciones de los organismos nacionales, se decidió analizar las siguientes alternativas: M1. Aislamiento en la cubierta. M2. Reemplazo de cristales por vidrios bajo emisivos. M3. Apertura de huecos en paredes exteriores. M4. Aislamiento en paredes. M5. Elevación de la cubierta para formar una cámara de aire ventilada. M6. Combinación de la mejora 5 y la colocación de voladizos en las ventanas para control solar. M7. Combinación de las alternativas 6 y 2. Se dispone a continuación el resumen de los resultados obtenidos con cada alternativa. Para la revisión del comportamiento de la vivienda con cada una de las alternativas en la proyección climática a 2050, se ha escogido el escenario B1, por brindar un resultado intermedio en comparación con los otros dos escenarios descritos en el presente trabajo. Sin embargo, las simulaciones de la vivienda en el escenario climático proyectado solo han sido realizadas en las alternativas que evidencian mejoría en la situación actual, pues carece de sentido proponer una solución válida al 2050 pero poco factible en el contexto actual, aunque resulta evidente que, si la tendencia mundial es al incremento de la temperatura, si una medida no es favorable en la situación actual, difícilmente lo será en un escenario futuro. Los resultados se muestran en porcentajes de horas sobre las totales anuales para cada estancia, (salones A, B, C y D), datos que están descritos en cada una de las alternativas, comparando los porcentajes que corresponden a aquellos dentro de los rangos de confort térmico.
84 Evelyn Yaneth Delgado Gutiérrez 12.1. Medida 1 (M1). Aislamiento en cubierta. Se ha escogido el reemplazo de la cubierta actual por una de tipo sándwich con aislamiento de 60.00 mm de poliuretano, recubierto por una chapa metálica de 2.50 mm al exterior y de 2.00 mm al interior (ilustración 69), material que como se ha descrito previamente, es de fácil adquisición en el mercado nacional. Ilustración 69. Sección de la cubierta con aislamiento. Fuente: elaboración propia mediante programa DesignBuilder. Ilustración 70. Características técnicas panel tipo sandwich. Fuente: Hiansa panel Ecuador. Según datos del fabricante, estos paneles presentan una transmitancia térmica de 0,36 W/m2k y un peso de 11,80 Kg/m2, los demás detalles se describen en la ilustración 70. A continuación, se disponen los resultados de la simulación de la vivienda con la alternativa mencionada en cada una de las localidades.
Optimización energética de un bloque de viviendas de interés social en Ecuador. 85 Medida 1. Cfb, Quito. Ilustración 71. Cantidad de horas debajo, dentro y sobre los rangos de confort, escenario climático actual. Quito. Mejora 1. Ilustración 72. Comparativa entre situación original de la vivienda y mejora 1, porcentaje de horas de confort en escenario climático actual. Quito. Con las ilustraciones 71 y 72, se representan los porcentajes dentro de las temperaturas de confort, con la etiqueta de ACTUAL para los valores de la vivienda en su estado original y con M1 luego de aplicar la medida, en ambos casos bajo situación climática actual. Con ello se observa que, con la implementación de aislamiento en la cubierta, el resultado en la ciudad de
86 Evelyn Yaneth Delgado Gutiérrez Quito es negativo, puesto que, al existir menor incidencia del sol no se calientan los espacios. Se descarta esta medida de mejora en la zona Cfb. Medida 1. Bsh, Portoviejo. Ilustración 73. Cantidad de horas debajo, dentro y sobre los rangos de confort, escenario climático actual. Portoviejo. Mejora 1. Ilustración 74. Comparativa entre situación original de la vivienda y mejora 1, porcentaje de horas de confort en escenario climático actual. Portoviejo.
Optimización energética de un bloque de viviendas de interés social en Ecuador. 93 de planta alta (C y D). En este caso, en planta alta se alcanza un promedio de 33% del tiempo dentro de los rangos de confort para las condiciones climáticas actuales. 12.2.2. Medida 2. Aw, Esmeraldas. Ilustración 84. Cantidad de horas debajo, dentro y sobre los rangos de confort. Esmeraldas. Mejora 2. Ilustración 85. Comparativa entre situación original de la vivienda y mejora 2, porcentajes dentro de los rangos de confort, situación climática actual. Esmeraldas.
94 Evelyn Yaneth Delgado Gutiérrez Revisando los datos de las ilustraciones 84 y 85, es evidente que, en contraste a lo que ocurre con las zonas Bsh y Af al reemplazar los cristales por vidrios bajo emisivos, en la ciudad de Esmeraldas el resultado es negativo, al disminuir cerca del 8% en los salones A y B, mientras que en planta alta el resultado es más significativo, al disminuir las horas dentro del rango de confort en un promedio de 12%, es decir, tan solo 17% del tiempo con una temperatura entre 20° y 25°C. Tabla 9. Comparativa de los resultados de la vivienda original y con la aplicación de la alternativa M2 en cada localidad con el escenario climático actual. En la tabla 9 se observa como la medida tiene resultados positivos en las zonas climáticas Bsh y Af, Portoviejo y Nueva Loja, aunque dicha mejora no es significativa al representar 3 puntos por encima de los porcentajes dentro del rango de confort en la situación original de la vivienda. Por otro lado, se evidencia que la medida resulta perjudicial para la ciudad de Esmeraldas, ubicada en la zona climática Aw. 12.3. Medida 3. Apertura de huecos en paredes. En este caso, se escogió realizar la simulación inicial en la ciudad de Portoviejo, por tener la situación más crítica en cuanto a las horas en las que la vivienda se dispone dentro de los rangos de temperaturas de confort. Para ello, se plantea la apertura de huecos en las paredes que colindan con el área de la escalera en cada uno de los salones, los huecos tendrán una dimensión de 4,00 m de largo y 0,30 m de altura, basado en las recomendaciones del documento Estrategias para mejorar las condiciones de habitabilidad y el consumo de energía en viviendas, publicada por el Instituto Nacional de Eficiencia Energética y Energías Renovables, en el cual se fomenta la apertura de huecos en la arte superior de los muros para facilitar la circulación de aire. PORTOVIEJO ESCEN. ESPACIO ACTUAL M2 SALON A 96,13% 98,14% SALON B 96,28% 98,06% SALON C 24,29% 27,13% SALON D 23,93% 26,68% NUEVA LOJA ESCEN. ESPACIO ACTUAL M2 SALON A 97,38% 98,36% SALON B 97,26% 98,28% SALON C 30,40% 33,20% SALON D 29,89% 32,68% ESMERALDAS ESCEN. ESPACIO ACTUAL M2 SALON A 97,38% 89,82% SALON B 97,26% 89,70% SALON C 30,40% 17,80% SALON D 29,89% 17,25%
Optimización energética de un bloque de viviendas de interés social en Ecuador. 95 Ilustración 86. Esquema de apertura de huecos. Elaboración propia mediante herramienta de DesignBuilder. Ilustración 87. Cantidad de horas debajo, dentro y sobre los rangos de confort. Portoviejo. Mejora 3.
96 Evelyn Yaneth Delgado Gutiérrez Ilustración 88. Comparativa entre situación original de la vivienda y mejora 3, porcentajes dentro de los rangos de confort, situación climática actual. Portoviejo. Observando los resultados de las simulaciones representados en las ilustraciones 87 y 88, en donde se describe como ACTUAL a la situación original de la vivienda y como M3 luego de agregar los huecos. Con este ejercicio se entiende que por la poca distancia piso techo de las unidades de vivienda, la apertura de los huecos no favorece la circulación y salida del aire caliente, sino que, por el contrario, genera que la vivienda se mantenga aún más caliente que en su versión original. 12.4. Medida 4 (M4). Aislamiento en paredes. Para esta alternativa se escogió añadir una capa de aislamiento con doble manto de poliuretano de 8mm, un total de 16mm al interior del muro, el cual estaría rematado con un acabado de yeso, tal como se dispone en la propuesta original. El componente y espesor del aislamiento fue el resultado de la selección de los materiales de mayor disposición en la industria de la construcción ecuatoriana. Las simulaciones que se realizaron corresponden a las zonas Cfb y Bsh, Quito y Portoviejo respectivamente, la primera con características de clima frío y la segunda con el clima cálido más extremo del estudio, seleccionados por presentar las situaciones más extremas en variaciones de temperatura. Ilustración 89. Sección del muro con aislamiento. Fuente: elaboración propia mediante programa DesignBuilder.
Optimización energética de un bloque de viviendas de interés social en Ecuador. 97 Medida 4. Cfb, Quito. Ilustración 90. Cantidad de horas debajo, dentro y sobre los rangos de confort. Quito. Mejora 4, escenario climático actual. Ilustración 91. Cantidad de horas debajo, dentro y sobre rangos de confort. Quito. Mejora 4, escenario climático B1 proyectado a 2050.
98 Evelyn Yaneth Delgado Gutiérrez Ilustración 92. Comparativa entre situación original de la vivienda y mejora 4, porcentajes dentro de los rangos de confort, en la situación climática actual y proyectada a 2050. Quito. Tal como lo expresa la ilustración 90, aplicando la mejora en el escenario climático actual, y la ilustración 91, en el escenario B1 a 2050, se observa que en ambos casos la vivienda se dispone la mayor parte del tiempo por debajo del rango de confort. Por tanto, comparando los resultados con la situación de la vivienda original (ACTUAL) y su comportamiento con la medida en el escenario climático actual M4 y proyectado B1, dispuestos en la ilustración 92, en este caso, la medida representa una mejoría para el confort interno del bloque de viviendas en cada uno de los salones estudiados, con un promedio de 7% más del tiempo dentro de los rangos de confort que con la propuesta original. Al considerarse la opción más eficiente para la zona climática Cfb, se realiza la simulación a 2050 con el escenario B1, en el cual se ha visto que el aumento de la temperatura en dicha zona, se conjuga con la propuesta de aislamiento llegando a contar con un 55% del año dentro de los rangos de confort para las viviendas en planta alta y un 28% en los salones en planta baja.
Optimización energética de un bloque de viviendas de interés social en Ecuador. 99 Medida 4. Bsh, Portoviejo. Ilustración 93. Cantidad de horas debajo, dentro y sobre los rangos de confort. Portoviejo. Mejora 4, escenario climático actual. Ilustración 94. Comparativa entre situación original de la vivienda y mejora 4, porcentajes dentro de los rangos de confort, en la situación climática actual. Portoviejo. Como se observa en la ilustración 93 situación luego de aplicar la medida y 94, comparándolo con la situación original de la vivienda, que la medida favorece al confort interno de los espacios en planta baja, mismos que con el aislamiento en paredes alcanzan el 100% de
100 Evelyn Yaneth Delgado Gutiérrez tiempo dentro de los rangos establecidos. Sin embargo, en los salones C y D, planta alta, el resultado es opuesto, al caer en 4.5% el tiempo dentro de los rangos de confort. Por ello, se descarta esta solución para las zonas climáticas de Bsh al considerarse inviable y por tanto no se realiza simulación con escenario proyectado a 2050. Tabla 10. Comparación de los porcentajes dentro del rango de confort de la vivienda original y la propuesta de mejora M4 en la situación climática actual y proyectada B1 a 2050. Tal como se dispone en la tabla 10, es evidente que esta medida resulta favorable en la localidad de Quito, mas no en Portoviejo, pues si bien mejora las condiciones de la vivienda, el porcentaje de incremento es menor al 1%. Por otro lado, al comparar los resultados de la vivienda original con la mejorada, se observa que el escenario climático a 2050 en Quito incrementa cerca de 20 puntos respecto a la situación de la vivienda original para el mismo escenario, resultando esta la opción más adecuada para la zona. 12.5. Medida 5 (M5). Elevación de cubierta con cámara de aire de 50cm. Esta medida corresponde a la elevación de la cubierta 50,00 cm por sobre la cota de la situación original, disponiéndose una cámara de aire ventilada entre la zona hiper calentada de la cubierta y el espacio habitable en planta alta. Esta propuesta se ha estudiado en las zonas climáticas Bsh, Af y Aw, correspondientes a Portoviejo, Nueva Loja y Esmeraldas, al disponer de altas temperaturas y como respuesta a las recomendaciones del Instituto Nacional de Eficiencia Energética y Energías Renovables, en donde se propone el uso de cámaras de aire en climas cálidos. Ilustración 95. Sección de la vivienda con cámara de aire. Fuente: elaboración propia mediante programa DesignBuilder. QUITO ESCEN. ESPACIO ACTUAL B1 M4 B1 SALON A 11,73% 17,65% 18,51% 27,66% SALON B 11,70% 17,79% 19,10% 28,69% SALON C 31,37% 38,59% 47,91% 54,55% SALON D 31,39% 38,93% 48,51% 55,66% PORTOVIEJO ESCEN. ESPACIO ACTUAL B1 M4 B1 SALON A 96,13% 89,25% 96,34% - SALON B 96,28% 88,81% 96,48% - SALON C 24,29% 9,32% 25,05% - SALON D 23,93% 8,85% 24,61% - A 2050 MEDIDA 4 A 2050
Optimización energética de un bloque de viviendas de interés social en Ecuador. 101 Medida 5. Bsh, Portoviejo. Ilustración 96. Cantidad de horas debajo, dentro y sobre los rangos de confort. Portoviejo. Mejora 5, escenario climático actual. Ilustración 97. Cantidad de horas debajo, dentro y sobre los rangos de confort. Portoviejo. Mejora 5, escenario climático proyectado a 2050.
102 Evelyn Yaneth Delgado Gutiérrez Ilustración 98. Comparativa entre situación original de la vivienda y mejora 5, porcentajes dentro de los rangos de confort, en la situación climática actual y proyectada a 2050. Portoviejo. La ilustración 96 muestra el comportamiento de la vivienda luego de aplicarse la medida, respecto al rango de confort y bajo los criterios de la situación climática actual, en donde se observa que las estancias de planta alta siguen manteniendo temperaturas por sobre e rango. Situación que se intensifica con la situación climática proyectada, dispuesta en la ilustración 97. Sin embargo, al revisar la ilustración 98, en donde se hace una comparación entre el comportamiento original de la vivienda, con la aplicación de la mejora M5 y su proyección a 2050 B1, se observa que la solución de cámara ventilada entre la cubierta y falso techo de la vivienda resulta favorable para la zona climática de la ciudad de Portoviejo, Bsh, al incrementarse 2% del tiempo dentro del rango de confort en planta baja y 16% en planta alta, alcanzando más del 40% del tiempo dentro de las condiciones de confort, frente a un 24% de la vivienda con el planteamiento original. Por ello, al realizar la simulación con un escenario proyectado al 2050, se observa que las temperaturas suben considerablemente, afectando especialmente a los salones C y D, mismo que a pesar de la mejora, contarían con tal solo 15% del año dentro de los rangos establecidos.
Optimización energética de un bloque de viviendas de interés social en Ecuador. 109 Ilustración 107. Cantidad de horas debajo, dentro y sobre los rangos de confort. Portoviejo. Mejora 6, escenario climático proyectado a 2050. Ilustración 108. Comparativa entre situación original de la vivienda y mejora 6, porcentajes dentro de los rangos de confort, en la situación climática actual y proyectada a 2050. Portoviejo. Las ilustraciones 106 y 107, muestran los resultados del comportamiento de la vivienda luego de aplicar la mejora, en la situación climática actual y proyectada a 2050 respectivamente. Al establecer una comparación entre los porcentajes dentro del rango entre la vivienda original, la vivienda luego de aplicar la medida M6 y con la medida y proyectada a la situación B1 en 2050, descritos en la ilustración 108, se evidencia que la combinación de estas medidas
110 Evelyn Yaneth Delgado Gutiérrez favorece al confort interno de la vivienda ubicada en la zona climática Bsh, ciudad de Portoviejo, representado con cerca de 100% en los salones A y B, frente a un 45% para C y D, es decir, el doble de lo que respecta al confort de la vivienda en condiciones originales. Al realizar la proyección a 2050, se observa que el aumento de temperatura perjudica el confort especialmente en planta alta, puesto que el tiempo en el que las viviendas C y D se encuentran dentro de los rangos de confort disminuye al 19,06% y 18,58% respectivamente. Medida 6. Af, Nueva Loja. Ilustración 109. Cantidad de horas debajo, dentro y sobre los rangos de confort. Nueva Loja. Mejora 6, escenario climático actual.
Optimización energética de un bloque de viviendas de interés social en Ecuador. 111 Ilustración 110. Cantidad de horas debajo, dentro y sobre los rangos de confort. Nueva Loja. Mejora 6, escenario climático proyectado a 2050. Ilustración 111. Comparativa entre situación original de la vivienda y mejora 6, porcentajes dentro de los rangos de confort en la situación climática actual y proyectada a 2050. Nueva Loja. Las ilustraciones 109 y 110, muestran los resultados del comportamiento de la vivienda luego de aplicar la mejora, en la situación climática actual y proyectada a 2050 respectivamente. Al establecer una comparación entre los porcentajes dentro del rango entre la vivienda original, la vivienda luego de aplicar la medida M6 y con la medida y proyectada a la situación B1 en 2050, descritos en la ilustración 111, se evidencia que la combinación de estas medidas
112 Evelyn Yaneth Delgado Gutiérrez favorece al confort interno de la vivienda ubicada en la zona climática Af, Nueva Loja, representado con un 98,5% en los salones A y B, frente a un 55% para C y D, es decir, 25 puntos más de lo que respecta al confort de la vivienda en condiciones originales. Al realizar la proyección a 2050, se observa que el aumento de temperatura perjudica el confort especialmente en planta alta, puesto que el tiempo en el que las viviendas C y D se encuentran dentro de los rangos de confort disminuye en 5%, es decir, el comportamiento de las viviendas en esta zona tendrá una variación climática en menor magnitud comparado con las zonas Bsh. Medida 6. Aw, Esmeraldas. Ilustración 112. Cantidad de horas debajo, dentro y sobre los rangos de confort. Esmeraldas. Mejora 6, escenario climático actual.
Optimización energética de un bloque de viviendas de interés social en Ecuador. 113 Ilustración 113. Cantidad de horas debajo, dentro y sobre los rangos de confort. Esmeraldas. Mejora 6, escenario climático proyectado a 2050. Ilustración 114. Comparativa entre situación original de la vivienda y mejora 6, porcentajes dentro de los rangos de confort en la situación climática actual y proyectada a 2050. Esmeraldas. Las ilustraciones 112 y 113, muestran los resultados del comportamiento de la vivienda luego de aplicar la mejora, en la situación climática actual y proyectada a 2050 respectivamente. Al establecer una comparación entre los porcentajes dentro del rango entre la vivienda original, la vivienda luego de aplicar la medida M6 y con la medida y proyectada a la situación
114 Evelyn Yaneth Delgado Gutiérrez B1 en 2050, descritos en la ilustración 114, Se evidencia que la combinación de estas medidas favorece al confort interno de la vivienda ubicada en la zona climática Af, Nueva Loja, representado con un 99,2% en los salones A y B, frente a un 47% para C y D, es decir, 27 puntos más de lo que respecta al confort de la vivienda en condiciones originales. Al realizar la proyección a 2050, se observa que el aumento de temperatura perjudica el confort especialmente en planta alta, puesto que el tiempo en el que las viviendas C y D se encuentran dentro de los rangos de confort disminuye en 12%, es decir, el comportamiento de las viviendas en esta zona tendrá una variación climática en menor magnitud comparado con las zonas Bsh y mayor en función de las zonas Af. Tabla 12. Comparación de los porcentajes dentro del rango de confort de la vivienda original y la propuesta de mejora M6 en la situación climática actual y proyectada B1 a 2050. Al observar la tabla 12, se evidencia que la medida resulta favorable para las estancias en planta baja de las tres localidades, quienes se disponen cerca del 100% dentro de los rangos de confort, mientras que en planta alta destaca Nueva Loja con 55%, luego Esmeraldas y Portoviejo con 47% y 45% respectivamente, considerados en la situación climática actual. Por otro lado, se observa que la proyección al cambio climático en 2050 afecta en menor medida a Nueva Loja, mientras que en Esmeraldas el porcentaje de confort se reduce en 12 puntos, manteniéndose siempre por encima de los 21% que se presentarían en la vivienda original. Se evidencia que aún con esta medida, la ciudad de Portoviejo sigue manteniendo la situación más crítica, por lo que sería oportuno simular la vivienda con otra combinación de mejoras. PORTOVIEJO ESCEN. ESPACIO ACTUAL B1 M6 B1 SALON A 96,13% 89,25% 99,73% 95,15% SALON B 96,28% 88,81% 99,66% 94,85% SALON C 24,29% 9,32% 45,43% 19,06% SALON D 23,93% 8,85% 44,82% 18,58% NUEVA LOJA ESCEN. ESPACIO ACTUAL B1 M6 B1 SALON A 97,38% 94,66% 98,51% 97,98% SALON B 97,26% 94,75% 98,59% 98,04% SALON C 30,40% 28,17% 55,46% 50,17% SALON D 29,89% 27,63% 55,35% 49,41% ESMERALDAS ESCEN. ESPACIO ACTUAL B1 M6 B1 SALON A 97,38% 94,74% 99,28% 97,23% SALON B 97,26% 94,65% 99,27% 97,28% SALON C 30,40% 21,90% 47,71% 35,14% SALON D 29,89% 21,28% 47,15% 34,32% A 2050 MEDIDA 6 A 2050 MEDIDA 6 A 2050 MEDIDA 6
Optimización energética de un bloque de viviendas de interés social en Ecuador. 115 12.7. Medida 7 (M7). Elevación de cubierta con cámara de aire de 50cm + voladizos en ventanas + vidrio bajo emisivo. Con los análisis en las mejores indicadas previamente, se evidencia que la zona Bsh, representada por la ciudad de Portoviejo, es la que cuenta con las temperaturas más altas y por tanto el mayor problema respecto al confort interno en el bloque habitacional estudiado, problema que se incrementa al realizar la simulación del desempeño de la vivienda en la situación proyectada a 2050. Como alternativa 7 se propone la combinación de las dos medidas anteriores (5 y 6) más un voladizo de 60cm en todo el perímetro de la cubierta y el reemplazo de los cristales de las ventanas por vidrios bajo emisivos, ambas alternativas siguen la recomendación de tener un mayor control solar y evitar las ganancias de calor provocadas por la irradiación directa del sol. Ilustración 115. Perspectiva de la vivienda con cámara de aire, voladizos sobre las ventanas, extensión de cubierta y vidrios bajo emisivos. Fuente: elaboración propia mediante programa DesignBuilder.
116 Evelyn Yaneth Delgado Gutiérrez Ilustración 116. Cantidad de horas debajo, dentro y sobre los rangos de confort. Portoviejo. Mejora 7, escenario climático actual. Ilustración 117. Cantidad de horas debajo, dentro y sobre los rangos de confort. Portoviejo. Mejora 7, escenario climático proyectado a 2050.
Optimización energética de un bloque de viviendas de interés social en Ecuador. 117 Ilustración 118. Comparativa entre situación original de la vivienda y mejora 7, porcentajes dentro de los rangos de confort en la situación climática actual y proyectada a 2050. Portoviejo. Tabla 13. Comparación de los porcentajes dentro del rango de confort de la vivienda original y la propuesta de mejora M7 en la situación climática actual y proyectada B1 a 2050. Las ilustraciones 116 y 117, muestran los resultados del comportamiento de la vivienda luego de aplicar la mejora, en la situación climática actual y proyectada a 2050 respectivamente. Tal como describe la ilustración 118 y la tabla 13, se evidencia que la combinación de estas medidas favorece al confort interno de la vivienda ubicada en la zona climática Bsh, ciudad de Portoviejo, representado con cerca de 100% en los salones A y B, frente a un 45% para C y D, es decir, el doble de lo que respecta al confort de la vivienda en condiciones originales para la situación climática actual. Al realizar la proyección a 2050, se observa que el aumento de temperatura perjudica el confort especialmente en planta alta, puesto que el tiempo en el que las viviendas C y D se encuentran dentro de los rangos de confort disminuye al 19,54% y 19,10% respectivamente, lo que significa menos de 1% respecto a los resultados de la medida de mejora 6, sin embargo se mantiene 10 puntos por encima del porcentaje que presentaría la vivienda original en la situación climática B1 a 2050. PORTOVIEJO ESCEN. ESPACIO ACTUAL B1 M7 B1 SALON A 96,13% 89,25% 99,76% 95,40% SALON B 96,28% 88,81% 99,67% 95,06% SALON C 24,29% 9,32% 46,39% 19,54% SALON D 23,93% 8,85% 45,67% 19,10% A 2050 MEDIDA 7
118 Evelyn Yaneth Delgado Gutiérrez Tabla 14. Comparación de cada alternativa de mejora con la situación actual de la vivienda en cada localidad. Situación climática actual y proyectada. Como describe la tabla 14, la medida que resulta más favorable para la localidad de Quito Cfb, corresponde a la medida 4 M4, que permitió incrementar 16 puntos en la situación climática actual y 29 en la proyectada a 2050. Por otro lado, se observa que la medida combinada M6 es la más favorable tanto para Nueva Loja como Esmeraldas y en menor proporción a Portoviejo, pues esta última presenta la situación más crítica al disponer temperaturas elevadas. Se ha descartado la alternativa M7, puesto que su mejora es casi imperceptible al representar menos del 1% de mayor confort en relación a la M6. QUITO ESCEN. M1 M2 M3 ESPACIO ACTUAL B1 ACTUAL ACTUAL ACTUAL ACTUAL B1 ACTUAL B1 ACTUAL B1 ACTUAL B1 SALON A 11,73% 17,65% 10,99% - - 18,51% 27,66% ------ SALON B 11,70% 17,79% 10,94% - - 19,10% 28,69% ------ SALON C 31,37% 38,59% 25,80% - - 47,91% 54,55% ------ SALON D 31,39% 38,93% 25,80% - - 48,51% 55,66% ------ PORTOVIEJO ESCEN. M1 M2 M3 ESPACIO ACTUAL B1 ACTUAL ACTUAL ACTUAL ACTUAL B1 ACTUAL B1 ACTUAL B1 ACTUAL B1 SALON A 96,13% 89,25% 96,83% 98,14% 95,75% 96,34% -98,16% 91,75% 99,73% 95,15% 99,76% 95,40% SALON B 96,28% 88,81% 97,01% 98,06% 95,90% 96,48% -98,44% 91,52% 99,66% 94,85% 99,67% 95,06% SALON C 24,29% 9,32% 25,06% 27,13% 23,92% 25,05% -40,86% 15,50% 45,43% 19,06% 46,39% 19,54% SALON D 23,93% 8,85% 24,69% 26,68% 23,54% 24,61% -40,22% 15,13% 44,82% 18,58% 45,67% 19,10% NUEVA LOJA ESCEN. M1 M2 M3 ESPACIO ACTUAL B1 ACTUAL ACTUAL ACTUAL ACTUAL B1 ACTUAL B1 ACTUAL B1 ACTUAL B1 SALON A 97,38% 94,66% 97,70% 98,36% ---96,33% 95,28% 98,51% 97,98% - - SALON B 97,26% 94,75% 97,59% 98,28% ---96,55% 95,25% 98,59% 98,04% - - SALON C 30,40% 28,17% 30,90% 33,20% ---48,63% 44,09% 55,46% 50,17% - - SALON D 29,89% 27,63% 30,42% 32,68% ---48,45% 43,24% 55,35% 49,41% - - ESMERALDAS ESCEN. M1 M2 M3 ESPACIO ACTUAL B1 ACTUAL ACTUAL ACTUAL ACTUAL B1 ACTUAL B1 ACTUAL B1 ACTUAL B1 SALON A 97,38% 94,74% 97,70% 89,82% ---97,71% 95,02% 99,28% 97,23% - - SALON B 97,26% 94,65% 97,59% 89,70% ---97,84% 95,13% 99,27% 97,28% - - SALON C 30,40% 21,90% 30,90% 17,80% ---43,21% 30,20% 47,71% 35,14% - - SALON D 29,89% 21,28% 30,42% 17,25% ---42,44% 29,39% 47,15% 34,32% - - M7 M7 M7 M4 M4 M5 M5 M5 M6 M6 M6 M6 A 2050 A 2050 MEDIDAS DE MEJORA M5 SITUACIÓN ORIGINAL A 2050 A 2050 M4 M4 M7
Optimización energética de un bloque de viviendas de interés social en Ecuador. 125 16. ÍNDICE DE GRÁFICOS. Ilustración 1. Viviendas programa Casa para Todos. .............................................................. 10 Ilustración 2. Niveles o escalas de complejidad para evaluar la calidad habitacional.. ........... 14 Ilustración 3. Cifras estimadas de déficit habitacional cualitativo según información oficial proporcionada por los países, mediciones disponibles más cercanas a los años 2000 y 2010.. .................................................................................................................................................. 15 Ilustración 4. Ubicación geográfica de proyectos de E.P. Casa para todos. ............................ 23 Ilustración 5. Ubicación geográfica de proyectos Ecuador Estratégico. ................................. 24 Ilustración 6. Diagrama jerárquico de la normativa aplicada en los programas habitacionales. .................................................................................................................................................. 26 Ilustración 7. Referencia para zonificación climática. ............................................................. 28 Ilustración 8. Diagrama metodológico. .................................................................................... 30 Ilustración 9. Distribución y nomenclatura de la vivienda, planta baja. .................................. 32 Ilustración 10. Distribución y nomenclatura de la vivienda, planta alta. ................................. 32 Ilustración 11. Mapa climático de Koppen-Geiger. ............................................................... 34 Ilustración 12. Mapa político de la República del Ecuador. .................................................... 35 Ilustración 13. Identificación de las ciudades con mayor densidad poblacional según cada zona climática. .................................................................................................................................. 38 Ilustración 14. Ubicación del Distrito Metropolitano de Quito en la provincia de Pichincha. 39 Ilustración 15. Temperaturas mensuales de Quito. .................................................................. 40 Ilustración 16. Rangos mensuales de cobertura del cielo en Quito. ........................................ 41 Ilustración 17. Datos mensuales de temperatura de bulbo seco y humedad relativa de Quito. .................................................................................................................................................. 41 Ilustración 18. Ubicación de Portoviejo respecto a Ecuador y la provincia de Manabí. ......... 42 Ilustración 19. Histórico de temperaturas de Portoviejo. ......................................................... 43 Ilustración 20. Temperaturas mensuales de Portoviejo. .......................................................... 43 Ilustración 21. Rangos mensuales de cobertura del cielo en Portoviejo. ................................. 44 Ilustración 22. Datos mensuales de temperatura de bulbo seco y humedad relativa de Portoviejo. ................................................................................................................................ 44 Ilustración 23. Situación geográfica de la ciudad de Nueva Loja. ........................................... 45 Ilustración 24. Temperaturas mensuales de Nueva Loja. ........................................................ 46 Ilustración 25. Rangos mensuales de cobertura del cielo en Nueva Loja. ............................... 46 Ilustración 26. Datos mensuales de temperatura de bulbo seco y humedad relativa de Nueva Loja.. ........................................................................................................................................ 46 Ilustración 27. Situación geográfica de Esmeraldas. ............................................................... 47
126 Evelyn Yaneth Delgado Gutiérrez Ilustración 28. Temperaturas mensuales de Esmeraldas. ......................................................... 48 Ilustración 29. Rangos mensuales de cobertura del cielo en Esmeraldas. ............................... 48 Ilustración 30. Datos mensuales de temperatura de bulbo seco y humedad relativa de Esmeraldas. .............................................................................................................................. 49 Ilustración 31. Planta baja bloque multifamiliar. ..................................................................... 50 Ilustración 32. Planta alta del bloque multifamiliar. ................................................................ 51 Ilustración 33. Planta de cubiertas.. ......................................................................................... 51 Ilustración 34. Fachada frontal. ............................................................................................... 52 Ilustración 35. Fachada lateral izquierda. ................................................................................ 52 Ilustración 36. Corte A-A. ....................................................................................................... 53 Ilustración 37. Corte C-C. ........................................................................................................ 53 Ilustración 38. Detalle de muro portante. ................................................................................ 54 Ilustración 39. Detalle de cimentación en muros exteriores. ................................................... 54 Ilustración 40. Detalle de cimentación en muros interiores (divisiones). ................................ 55 Ilustración 41. Detalle de los componentes constructivos del muro. ....................................... 55 Ilustración 42. Detalle de contrapiso. Fuente. Ministerio de Desarrollo Urbano y Vivienda.. 55 Ilustración 43. Detalle de cubierta. Fuente. Ministerio de Desarrollo Urbano y Vivienda. .... 56 Ilustración 44. Composición constructiva de la cubierta. ........................................................ 56 Ilustración 45. Gráfico de ocupación de la vivienda según familia promedio. ........................ 57 Ilustración 46. Perfil de ventilación natural para las viviendas de las zonas climáticas Af, Aw y BSh. ....................................................................................................................................... 58 Ilustración 47. Perfil de ventilación natural para las viviendas de la zona climática Cfb. ...... 59 Ilustración 48. Diagrama solar Quito a las 15:00 del 21 de marzo. ......................................... 61 Ilustración 49. Gráfica y datos de la temperatura exterior e interior del edificio, resultados mensuales. Zona Cfb. ............................................................................................................... 62 Ilustración 50. Gráfica y datos de la temperatura exterior e interior de la vivienda, resultados diarios. Zona Cfb. .................................................................................................................... 63 Ilustración 51. Comparativo del porcentaje dentro del rango de confort, situación climática actual, Quito ............................................................................................................................. 65 Ilustración 52. Comparativo del porcentaje dentro del rango de confort, situación climática proyectada a 2050, Quito. ........................................................................................................ 65 Ilustración 53. Diagrama solar en vivienda en Portoviejo a las 15:00 del 21 de marzo. ......... 66 Ilustración 54. Gráfica y datos de la temperatura exterior e interior de la vivienda, resultados mensuales. Zona Bsh. .............................................................................................................. 67
Optimización energética de un bloque de viviendas de interés social en Ecuador. 127 Ilustración 55. Gráfica y datos de la temperatura exterior e interior de la vivienda, resultados diarios. Zona Bsh.. ................................................................................................................... 68 Ilustración 56. Comparativo del porcentaje dentro del rango de confort, situación climática actual, Portoviejo. .................................................................................................................... 70 Ilustración 57. Comparativo del porcentaje dentro del rango de confort, situación climática proyectada a 2050, Portoviejo.................................................................................................. 70 Ilustración 58. Diagrama solar en vivienda en Esmeraldas a las 15:00 del 21 de marzo. ....... 71 Ilustración 59. Gráfica y datos de la temperatura exterior e interior de la vivienda, resultados mensuales. Zona Aw. ............................................................................................................... 72 Ilustración 60. Gráfica y datos de la temperatura exterior e interior de la vivienda, resultados diarios. Zona Aw. ..................................................................................................................... 73 Ilustración 61. Comparativo del porcentaje dentro del rango de confort, situación climática actual, Esmeraldas.................................................................................................................... 75 Ilustración 62. Comparativo del porcentaje dentro del rango de confort, situación climática proyectada a 2050, Esmeraldas. ............................................................................................... 75 Ilustración 63. Diagrama solar en vivienda en Nueva Loja a las 15:00 del 21 de marzo.. ...... 76 Ilustración 64. Gráfica y datos de la temperatura exterior e interior de la vivienda, resultados mensuales. Zona Af. ............................................................................................................... 77 Ilustración 65. Gráfica y datos de la temperatura exterior e interior de la vivienda, resultados diarios. Zona Af. ...................................................................................................................... 78 Ilustración 66. Comparativo del porcentaje dentro del rango de confort, situación climática actual, Nueva Loja. .................................................................................................................. 80 Ilustración 67. Comparativo del porcentaje dentro del rango de confort, situación climática proyectada a 2050, Nueva Loja. .............................................................................................. 80 Ilustración 68. Gráfica comparativa de porcentajes dentro de los rangos de confort de la vivienda en su estado original para cada una de las localidades de estudio. ........................... 82 Ilustración 69. Sección de la cubierta con aislamiento.. .......................................................... 84 Ilustración 70. Características técnicas panel tipo sandwich.. ................................................. 84 Ilustración 71. Cantidad de horas debajo, dentro y sobre los rangos de confort, escenario climático actual. Quito. Mejora 1. ........................................................................................... 85 Ilustración 72. Comparativa entre situación original de la vivienda y mejora 1, porcentaje de horas de confort en escenario climático actual. Quito. ............................................................ 85 Ilustración 73. Cantidad de horas debajo, dentro y sobre los rangos de confort, escenario climático actual. Portoviejo. Mejora 1. .................................................................................... 86 Ilustración 74. Comparativa entre situación original de la vivienda y mejora 1, porcentaje de horas de confort en escenario climático actual. Portoviejo. ..................................................... 86
128 Evelyn Yaneth Delgado Gutiérrez Ilustración 75. Cantidad de horas debajo, dentro y sobre los rangos de confort. Nueva Loja, escenario climático actual. Mejora 1. ...................................................................................... 87 Ilustración 76. Comparativa entre situación original de la vivienda y mejora 1, porcentaje de horas de confort en escenario climático actual. Nueva Loja.. ................................................. 87 Ilustración 77. Cantidad de horas debajo, dentro y sobre los rangos de confort. Esmeraldas. Mejora 1, escenario climático actual. ...................................................................................... 88 Ilustración 78. Comparativa entre situación original de la vivienda y mejora 1, porcentaje de horas de confort en escenario climático actual. Esmeraldas. ................................................... 88 Ilustración 79. Sección descriptiva del vidrio bajo emisivo para las zonas Bsh, Af y Aw. ..... 90 Ilustración 80. Cantidad de horas debajo, dentro y sobre los rangos de confort. Portoviejo. Mejora 2. .................................................................................................................................. 90 Ilustración 81. Comparativa entre situación original de la vivienda y mejora 2, porcentajes dentro de los rangos de confort, situación climática actual. Portoviejo................................... 91 Ilustración 82. Cantidad de horas debajo, dentro y sobre los rangos de confort. Nueva Loja. Mejora 2. .................................................................................................................................. 92 Ilustración 83. Comparativa entre situación original de la vivienda y mejora 2, porcentajes dentro de los rangos de confort, situación climática actual. Nueva Loja. ............................... 92 Ilustración 84. Cantidad de horas debajo, dentro y sobre los rangos de confort. Esmeraldas. Mejora 2. .................................................................................................................................. 93 Ilustración 85. Comparativa entre situación original de la vivienda y mejora 2, porcentajes dentro de los rangos de confort, situación climática actual. Esmeraldas. ................................ 93 Ilustración 86. Esquema de apertura de huecos. ...................................................................... 95 Ilustración 87. Cantidad de horas debajo, dentro y sobre los rangos de confort. Portoviejo. Mejora 3. .................................................................................................................................. 95 Ilustración 88. Comparativa entre situación original de la vivienda y mejora 3, porcentajes dentro de los rangos de confort, situación climática actual. Portoviejo................................... 96 Ilustración 89. Sección del muro con aislamiento. .................................................................. 96 Ilustración 90. Cantidad de horas debajo, dentro y sobre los rangos de confort. Quito. Mejora 4, escenario climático actual. ................................................................................................... 97 Ilustración 91. Cantidad de horas debajo, dentro y sobre rangos de confort. Quito. Mejora 4, escenario climático B1 proyectado a 2050. ............................................................................. 97 Ilustración 92. Comparativa entre situación original de la vivienda y mejora 4, porcentajes dentro de los rangos de confort, en la situación climática actual y proyectada a 2050. Quito.98 Ilustración 93. Cantidad de horas debajo, dentro y sobre los rangos de confort. Portoviejo. Mejora 4, escenario climático actual. ...................................................................................... 99 Ilustración 94. Comparativa entre situación original de la vivienda y mejora 4, porcentajes dentro de los rangos de confort, en la situación climática actual. Portoviejo. ......................... 99
Optimización energética de un bloque de viviendas de interés social en Ecuador. 129 Ilustración 95. Sección de la vivienda con cámara de aire. ................................................... 100 Ilustración 96. Cantidad de horas debajo, dentro y sobre los rangos de confort. Portoviejo. Mejora 5, escenario climático actual. .................................................................................... 101 Ilustración 97. Cantidad de horas debajo, dentro y sobre los rangos de confort. Portoviejo. Mejora 5, escenario climático proyectado a 2050. ................................................................ 101 Ilustración 98. Comparativa entre situación original de la vivienda y mejora 5, porcentajes dentro de los rangos de confort, en la situación climática actual y proyectada a 2050. Portoviejo. ................................................................................................................................................ 102 Ilustración 99. Cantidad de horas debajo, dentro y sobre los rangos de confort. Nueva Loja. Mejora 5, escenario climático actual. .................................................................................... 103 Ilustración 100. Cantidad de horas debajo, dentro y sobre los rangos de confort. Nueva Loja. Mejora 5, escenario climático proyectado a 2050. ................................................................ 103 Ilustración 101. Comparativa entre situación original de la vivienda y mejora 5, porcentajes dentro de los rangos de confort, en la situación climática actual y proyectada a 2050. Nueva Loja. ....................................................................................................................................... 104 Ilustración 102. Cantidad de horas debajo, dentro y sobre los rangos de confort. Esmeraldas. Mejora 5, escenario climático actual. .................................................................................... 105 Ilustración 103. Cantidad de horas debajo, dentro y sobre los rangos de confort. Esmeraldas. Mejora 5, escenario climático proyectado a 2050. ................................................................ 105 Ilustración 104. Comparativa entre situación original de la vivienda y mejora 5, porcentajes dentro de los rangos de confort, en la situación climática actual y proyectada a 2050. Esmeraldas. ............................................................................................................................ 106 Ilustración 105. Perspectiva de la vivienda con cámara de aire y voladizos sobre las ventanas.. ................................................................................................................................................ 108 Ilustración 106. Cantidad de horas debajo, dentro y sobre los rangos de confort. Portoviejo. Mejora 6, escenario climático actual. .................................................................................... 108 Ilustración 107. Cantidad de horas debajo, dentro y sobre los rangos de confort. Portoviejo. Mejora 6, escenario climático proyectado a 2050. ................................................................ 109 Ilustración 108. Comparativa entre situación original de la vivienda y mejora 6, porcentajes dentro de los rangos de confort, en la situación climática actual y proyectada a 2050. Portoviejo. ................................................................................................................................................ 109 Ilustración 109. Cantidad de horas debajo, dentro y sobre los rangos de confort. Nueva Loja. Mejora 6, escenario climático actual. .................................................................................... 110 Ilustración 110. Cantidad de horas debajo, dentro y sobre los rangos de confort. Nueva Loja. Mejora 6, escenario climático proyectado a 2050. ................................................................ 111 Ilustración 111. Comparativa entre situación original de la vivienda y mejora 6, porcentajes dentro de los rangos de confort en la situación climática actual y proyectada a 2050. Nueva Loja. ....................................................................................................................................... 111
130 Evelyn Yaneth Delgado Gutiérrez Ilustración 112. Cantidad de horas debajo, dentro y sobre los rangos de confort. Esmeraldas. Mejora 6, escenario climático actual. .................................................................................... 112 Ilustración 113. Cantidad de horas debajo, dentro y sobre los rangos de confort. Esmeraldas. Mejora 6, escenario climático proyectado a 2050. ................................................................ 113 Ilustración 114. Comparativa entre situación original de la vivienda y mejora 6, porcentajes dentro de los rangos de confort en la situación climática actual y proyectada a 2050. Esmeraldas. ............................................................................................................................ 113 Ilustración 115. Perspectiva de la vivienda con cámara de aire, voladizos sobre las ventanas, extensión de cubierta y vidrios bajo emisivos.. ..................................................................... 115 Ilustración 116. Cantidad de horas debajo, dentro y sobre los rangos de confort. Portoviejo. Mejora 7, escenario climático actual. .................................................................................... 116 Ilustración 117. Cantidad de horas debajo, dentro y sobre los rangos de confort. Portoviejo. Mejora 7, escenario climático proyectado a 2050. ................................................................ 116 Ilustración 118. Comparativa entre situación original de la vivienda y mejora 7, porcentajes dentro de los rangos de confort en la situación climática actual y proyectada a 2050. Portoviejo. ................................................................................................................................................ 117 Ilustración 119. Quito. Distribución de la temperatura interna en espacio Sala-Comedor A. ................................................................................................................................................ 133 Ilustración 120. Quito. Distribución de la temperatura interna en espacio Sala-Comedor B. ................................................................................................................................................ 133 Ilustración 121. Quito. Distribución de la temperatura interna en espacio Sala-Comedor C. ................................................................................................................................................ 134 Ilustración 122. Quito. Distribución de la temperatura interna en espacio Sala-Comedor D. ................................................................................................................................................ 134 Ilustración 123. Portoviejo. Distribución de la temperatura interna en espacio Sala-Comedor A. ............................................................................................................................................ 135 Ilustración 124. Portoviejo. Distribución de la temperatura interna en espacio Sala-Comedor B. ............................................................................................................................................ 135 Ilustración 125. Portoviejo. Distribución de la temperatura interna en espacio Sala-Comedor C. ............................................................................................................................................ 136 Ilustración 126. Portoviejo. Distribución de la temperatura interna en espacio Sala-Comedor D. ............................................................................................................................................ 136 ................................................................................................................................................ 137 Ilustración 127. Esmeraldas. Distribución de la temperatura interna en espacio Sala-Comedor A. ............................................................................................................................................ 137 Ilustración 128. Esmeraldas. Distribución de la temperatura interna en espacio Sala-Comedor B. ........................................................................................................................................... 137
Optimización energética de un bloque de viviendas de interés social en Ecuador. 131 Ilustración 129. Esmeraldas. Distribución de la temperatura interna en espacio Sala-Comedor C.. ........................................................................................................................................... 138 Ilustración 130. Esmeraldas. Distribución de la temperatura interna en espacio Sala-Comedor D. ............................................................................................................................................ 138 Ilustración 131. Nueva Loja. Distribución de la temperatura interna en espacio Sala-Comedor A. ............................................................................................................................................ 139 Ilustración 132. Nueva Loja. Distribución de la temperatura interna en espacio Sala-Comedor B.. ........................................................................................................................................... 139 Ilustración 133. Nueva Loja. Distribución de la temperatura interna en espacio Sala-Comedor C.. ........................................................................................................................................... 140 Ilustración 134. Nueva Loja. Distribución de la temperatura interna en espacio Sala-Comedor D. ............................................................................................................................................ 140
132 Evelyn Yaneth Delgado Gutiérrez 17. ÍNDICE DE TABLAS. Tabla 1. Distribución climática del Ecuador según Koppen-Geiger. ...................................... 37 Tabla 2. Identificación de las ciudades a estudiar según cada zona climática. ........................ 37 Tabla 3. Porcentaje de horas en rango de temperatura de confort Quito, 20° a 24°C, vivienda en estado original, situación climática actual y proyectada. .................................................... 64 Tabla 4. Porcentaje de horas en rango de temperatura de confort Portoviejo, 20° a 25°C, vivienda en estado original, situación climática actual y proyectada. ..................................... 69 Tabla 5. Porcentaje de horas en rango de temperatura de confort Esmeraldas, 20° a 25°C, vivienda en estado original, situación climática actual y proyectada. ..................................... 74 Tabla 6. Porcentaje de horas en rango de temperatura de confort Nueva Loja, 20° a 25°C, vivienda en estado original, situación climática actual y proyectada. ..................................... 79 Tabla 7. Resumen comparativo de porcentajes de confort en cada localidad, situación original de la vivienda para el escenario climático actual y proyectado a 2050. .................................. 81 Tabla 8. Comparativa de los resultados de la vivienda original y con la aplicación de la alternativa M1 en cada localidad con el escenario climático actual. ....................................... 89 Tabla 9. Comparativa de los resultados de la vivienda original y con la aplicación de la alternativa M2 en cada localidad con el escenario climático actual. ....................................... 94 Tabla 10. Comparación de los porcentajes dentro del rango de confort de la vivienda original y la propuesta de mejora M4 en la situación climática actual y proyectada B1 a 2050. ....... 100 Tabla 11. Comparación de los porcentajes dentro del rango de confort de la vivienda original y la propuesta de mejora M5 en la situación climática actual y proyectada B1 a 2050. ....... 107 Tabla 12. Comparación de los porcentajes dentro del rango de confort de la vivienda original y la propuesta de mejora M6 en la situación climática actual y proyectada B1 a 2050. ....... 114 Tabla 13. Comparación de los porcentajes dentro del rango de confort de la vivienda original y la propuesta de mejora M7 en la situación climática actual y proyectada B1 a 2050. ....... 117 Tabla 14. Comparación de cada alternativa de mejora con la situación actual de la vivienda en cada localidad. Situación climática actual y proyectada. ………………………………..117
Optimización energética de un bloque de viviendas de interés social en Ecuador. 133 18. ANEXOS. Ilustración 119. Quito. Distribución de la temperatura interna en espacio Sala-Comedor A. Resultados obtenidos por la autora mediante simulación en DesignBuilder. Ilustración 120. Quito. Distribución de la temperatura interna en espacio Sala-Comedor B. Resultados obtenidos por la autora mediante simulación en DesignBuilder.
134 Evelyn Yaneth Delgado Gutiérrez Ilustración 121. Quito. Distribución de la temperatura interna en espacio Sala-Comedor C. Resultados obtenidos por la autora mediante simulación en DesignBuilder. Ilustración 122. Quito. Distribución de la temperatura interna en espacio Sala-Comedor D. Resultados obtenidos por la autora mediante simulación en DesignBuilder.