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EVALUACIÓN Y SOLUCIÓN DE PROBLEMAS TÉRMICOS, ACÚSTICOS Y
LÚMINICO DE UNA VIVIENDA CON MODELO AUTO SOSTENIBLE.
Trabajo de grado presentado para optar por el título de Ingeniero de Materiales
Miguel Steven Gómez Aristizabal
Universidad de San Buenaventura
Facultad de Ingeniería
Ingeniería de Materiales
Santiago de Cali –Valle del Cauca
2015
2
EVALUACIÓN Y SOLUCION DE PROBLEMAS TERMICOS Y ACUSTICOS DE UNA
VIVIENDA CON MODELO AUTO SOSTENIBLE.
Trabajo de grado presentado para optar por el título de Ingeniero de Materiales
Miguel Steven Gómez Aristizabal
Director:
Edgar Franco Medina
Doctor en Ingeniería de Materiales
Universidad de San Buenaventura
Facultad de Ingeniería
Ingeniería de Materiales
Santiago de Cali – Valle del Cauca
2015
3
DEDICATORIA
Este proyecto de grado se lo dedico a Dios, quien con su gran amor, estuvo junto a mí en
todos los momentos de mi vida, y aún más cerca en los días difíciles, dándome la mano y
brindándome fuerzas para poder continuar y no fallar, mostrándome siempre las hermosas
recompensas que él tiene para mí y bajo su camino, llenando mi vida de alegría y felicidad.
A mi madre Liliana María Aristizabal quien siempre ha estado conmigo, brindándome cada
uno de sus momentos y compartiendo cada una de sus alegrías, guiándome, enseñándome y
forjándome a ser un mejor ser humano, un mejor padre y un mejor hijo, siendo siempre mi faro
en la oscuridad, te amo madre.
A mi compañera Ingrid Carvajal, por ser una parte muy importante de mi vida, la cual me
ha brindado su amor, apoyo y paciencia.
A mí hijo Santiago Gómez por ser ese pilar que llego a mi vida, sacando lo mejor de mí y
mostrándome la belleza de la vida, convirtiéndose el, en mi motivación, inspiración, felicidad y
mi mayor meta.
4
“Todos los que están aquí se darán cuenta de que es Dios quien da la victoria en las batallas.
Dios nos dará la victoria sobre ustedes, y así sabrán que para triunfar, Dios no necesita de
espadas ni de flechas” 1 Samuel 17: 47-48
5
AGRADECIMIENTOS
Le agradezco a Dios por estar conmigo en todos los días de mi vida, por brindarme una
madre dispuesta, una compañera hermosa y un hijo que todos lo días me recuerda lo bello que es
la vida.
Le doy gracias a mi madre Liliana por darme su apoyo incondicional, por los valores que me
ha inculcado, por haberme dado la oportunidad de tener una excelente educación en el transcurso
de mi vida, y por ser un gran ejemplo.
A Ingrid y Santiago por ser parte fundamental de mi vida, por acompañarme en esta gran
carrera para ser un profesional y por brindarme todo su amor.
Agradezco la confianza, apoyo y dedicación a los profesores: Edgar Franco Medina y Carlos
Mauricio Betancourt.
Agradezco al grupo de estudiantes de Fundamentos de acústica 2015–2 de ingeniería
electrónica guiado por el docente Carlos Betancourt por el apoyo y colaboración.
6
Contenido
1. INTRODUCCIÓN ...................................................................................................................... 13
2. JUSTIFICACIÓN ....................................................................................................................... 15
3. OBJETIVOS ................................................................................................................................ 17
3.1 OBJETIVOS PRINCIPAL.................................................................................................. 17
3.2 OBJETIVOS ESPECIFICOS ............................................................................................ 17
4. MARCO TEORICO.................................................................................................................... 18
4.1 AISLAMIENTO ....................................................................................................................... 18
4.1.1 Aislamiento térmico. ......................................................................................................... 18
4.1.2 Aislamiento Acústico ........................................................................................................ 18
4.2 DIAGNÓSTICO ....................................................................................................................... 19
4.2.1 Métodos de evaluación ...................................................................................................... 19
4.3 TRANSMISIÓN DE CALOR ................................................................................................. 19
4.3.1 Conducción ........................................................................................................................ 20
4.3.2 Convección ......................................................................................................................... 20
4.3.3 Radiación ............................................................................................................................ 20
4.4 ACÚSTICA ............................................................................................................................... 20
4.5 LA LUZ ..................................................................................................................................... 24
4.5.1 Visión humana ................................................................................................................... 25
7
4.6 VIVIENDAS SOSTENIBLES ................................................................................................ 27
4.7 CONFORT TÉRMICO ........................................................................................................... 27
4.7.1 Humedad relativa ............................................................................................................... 28
4.7.2 Factores del confort térmicos ............................................................................................ 29
4.8 CONFORT ACÚSTICO .......................................................................................................... 30
4.8.1 Factores del confort acústicos ........................................................................................... 31
4.9 CONFORT LUMÍNICO O VISUAL ...................................................................................... 32
4.9.1 Flujo luminoso ................................................................................................................... 32
4.9.2 Intensidad luminosa ........................................................................................................... 32
4.9.3 Nivel de iluminación ......................................................................................................... 32
4.9.4 Factores del confort lumínico ........................................................................................... 33
5 METODOLOGIA ....................................................................................................................... 34
5.1 ANÁLISIS TÉRMICO........................................................................................................ 34
5.1.1 Diseño experimental. ......................................................................................................... 37
5.2 ANÁLISIS ACÚSTICO ..................................................................................................... 41
5.2.1 Diseño experimental. ......................................................................................................... 44
5.3 ANÁLISIS LUMÍNICO ..................................................................................................... 47
5.3.1 Diseño experimental. ......................................................................................................... 49
6 RESULTADOS Y ANÁLISIS .................................................................................................. 53
8
6.1 RESULTADOS INICIALES, DIAGNÓSTICO DE LA HABITACIÓN. ...................... 53
6.1.1 Valoración térmica ....................................................................................................... 53
6.1.2 Valoración acústica ...................................................................................................... 56
6.1.3 Valoración lumínica .................................................................................................... 58
6.2 RESULTADOS DE LA PROPUESTA ............................................................................. 61
6.2.1 Valoración térmica ....................................................................................................... 70
6.2.2 Valoración acústica ...................................................................................................... 90
6.2.3 Valoración lumínica .................................................................................................... 94
7 CONCLUSIONES ...................................................................................................................... 99
8 BIBLIOGRAFÍA ...................................................................................................................... 100
9
LISTA DE FIGURAS
LISTA DE TABLAS
Tabla 1 Impedancia acústica en distintos medios de propagación .................................................. 21
Tabla 2 Resolución 0627 del 2006 máximos permisibles de niveles de ruido ambiental .............. 23
Tabla 3 Resolución 0627 del 2006 máximos permisibles de niveles de emisión de ruidos .......... 24
Tabla 4 de niveles de iluminación (lux) ............................................................................................ 26
Tabla 5 Parámetros térmicos para tener en cuenta ........................................................................... 35
Tabla 6 Factores, niveles y tratamientos del diseño experimental Térmico ................................... 38
Tabla 7 Factores, niveles, tratamientos y aleatorización del diseño experimental acústico ......... 44
Tabla 8 Factores, niveles, tratamientos y aleatorización del diseño experimental lumínico ........ 50
Tabla 9 presenta las definiciones acústicas que fueron utilizadas: .................................................. 56
Tabla 10 Resultados acústicos ........................................................................................................... 57
Tabla 11 materiales ............................................................................................................................ 64
Tabla 12 Análisis de varianza Andamios rígidos, variables HRE % HRI % TEME °c TEMPI °c.
.............................................................................................................................................................. 86
Tabla 13 Prueba de Tukey, para Térmico. Variable HRE%, HRI%, TEMPE y TEMPI ............... 88
Tabla 14 Anova de la Lux, luminosidad. .......................................................................................... 96
Tabla 15 Análisis postanova. Variable lux. ...................................................................................... 97
10
LISTA DE ILUSTRACIONES
Ilustración 1 Esquema metodológico para evaluación térmica........................................................ 34
Ilustración 2 Ubicación de dispositivos Higro - Térmicos ............................................................... 35
Ilustración 3 plano de la vivienda y dispositivo klimalogg Fuente Ing. Diego Gómez ................. 35
Ilustración 4 Estación higro-termico klimalogg pro Fuente: ........................................................... 36
Ilustración 6 Esquema de metodológico para evaluación acústica .................................................. 42
Ilustración 7 plano vivienda más equipos acústicos Fuente: Diego Gómez ................................... 43
Ilustración 8 Dispositivos Cesva........................................................................................................ 44
Ilustración 9 plano vivienda más dispositivo lumínico .................................................................... 48
Ilustración 10 Dispositivo BK precision ........................................................................................... 48
Ilustración 11 Gráfico de temperatura vs tiempo, 23 de abril.......................................................... 53
Ilustración 12 Gráfico de temperatura vs tiempo, 24 de abril.......................................................... 54
Ilustración 13 Gráfica temperatura vs tiempo, 25 de abril ............................................................... 54
Ilustración 14 humedad relativa vs tiempo, 25 de abril ................................................................... 55
Ilustración 15 unidad de medida Lux (lx) ......................................................................................... 58
Ilustración 16 posición de la vivienda ............................................................................................... 60
Ilustración 17 patio de la casa ............................................................................................................ 62
Ilustración 18 casa lateral ................................................................................................................... 63
Ilustración 19 aislapor ....................................................................................................................... 64
Ilustración 20 Sikaflex connection 300ml ......................................................................................... 65
Ilustración 21 teja ajozinc .................................................................................................................. 65
Ilustración 22 alambre de amarras ..................................................................................................... 66
11
Ilustración 23 alcoba 1 implementación aislapor 2cm espesor ........................................................ 66
Ilustración 24 implementación de las tejas ....................................................................................... 67
Ilustración 25 alcoba 1, implementación aislapor 4cm espesor....................................................... 68
Ilustración 26 evaluación acústica de la solución propuesta............................................................ 69
Ilustración 27 evaluación lumínica solución ..................................................................................... 69
Ilustración 28 T°c vs T- 1 de octubre- aislapor 2cm- sin teja .......................................................... 70
Ilustración 29 T°c vs T - 2 de octubre- aislapor 2cm- sin teja ........................................................ 71
Ilustración 30 T°c vs T- 3 de octubre- aislapor 2cm- sin teja .......................................................... 71
Ilustración 31 H.R. vs T - 3de octubre- aislapor 2cm- sin teja ........................................................ 72
Ilustración 32 T°c vs T- 5 de octubre- aislapor 2cm- con teja ......................................................... 72
Ilustración 33 T°c vs T- 6 de octubre- aislapor 2cm- con teja ......................................................... 73
Ilustración 34 T°c vs T- 7 de octubre- aislapor 2cm- con teja ......................................................... 73
Ilustración 35 H.R vs T- 7 de octubre - Aislapor 2cm - Con teja .................................................... 74
Ilustración 36 T°c vs T- 8 de octubre - Aislapor 4cm - Con teja ................................................... 74
Ilustración 37 T°c vs T- 9 de octubre - Aislapor 4cm - con teja...................................................... 75
Ilustración 38 T°c vs T- 10 de octubre - Aislapor 4cm - con teja ................................................... 75
Ilustración 39 H.R. vs T- 9 de octubre - aislapor 4cm- con teja ..................................................... 76
Ilustración 40 T°c vs T- 12 de octubre - Aislapor 4cm - Sin teja .................................................... 76
Ilustración 41 T°c vs T - 13 de octubre - Aislapor 4cm - Sin teja ................................................... 77
Ilustración 42 T°c vs T- 14 de octubre - aislapor 4cm- sin teja ....................................................... 77
Ilustración 43 H.R vs T- 13 de octubre- aislapor 4cm- Sin teja ...................................................... 78
Ilustración 44 T°c vs T -15 de octubre - Aislapor 6cm - Sin teja .................................................... 78
12
Ilustración 45 T°c vs T -16 de octubre - Aislapor 6cm - Sin teja .................................................... 79
Ilustración 46 T°c vs T -17 de octubre - Aislapor 6cm - Sin teja .................................................... 79
Ilustración 47 H.R. vs T - 16 de octubre - aislapor 6cm- sin teja ................................................... 80
Ilustración 48 T°c vs T -19 de octubre - Aislapor 6cm - Con teja .................................................. 80
Ilustración 49 T°c vs T - 20 de octubre - Aislapor 6cm - Con teja ................................................. 81
Ilustración 50 T°c vs T -21 de octubre - Aislapor 6cm - Con teja .................................................. 81
Ilustración 51 H.R. vs T- 20 de octubre - aislapor 6cm - con teja .................................................. 82
Ilustración 52 T°c vs T - 21 de octubre - Pared sola- Con teja ........................................................ 82
Ilustración 53 T°c vs T - 22 de octubre - Pared sola- Con teja ........................................................ 83
Ilustración 54 T°c vs T - 23 de octubre - Pared sola- Con teja ........................................................ 83
Ilustración 55 H.R. vs T - 22 de octubre- pared sola - con teja ....................................................... 84
Ilustración 56 Grafica de efectos principales, variable HRE%, HRI%, TEMPE y TEMPI .......... 89
Ilustración 57 mediciones con perturbaciones de la fuente esférica en pared lateral ..................... 90
Ilustración 58 Medición con sonómetro con perturbación en pared lateral .................................... 91
Ilustración 59 Mediciones de sonómetro y de perturbación de la fuente ........................................ 91
Ilustración 60 Nivel sonoro de inmisión ........................................................................................... 92
Ilustración 61 Interacción para dB ..................................................................................................... 93
Ilustración 62 Unidad de medida Lux (Lx) en la alcoba #1 con teja............................................... 94
Ilustración 63 Grafica de efectos principales. Variable luminosidad .............................................. 97
13
1. INTRODUCCIÓN
Este trabajo se realiza con el fin de determinar condiciones de confort de una vivienda
ubicada en la Universidad de San Buenaventura, sede Cali. Esta casa fuediseñada en el 2012 por
estudiantes de arquitectura, los cuales la enfocaron a un modelo de vivienda sostenible. (Gómez,
2011)
Como pilar fundamental la vivienda debe tener puntos críticos en la construcción, los cuales
puedan ofrecer a los habitantes un espacio adecuado, que los proteja del frio, la humedad, el
calor, la lluvia, los vientos y otros peligros para la salud entre ellos riesgos estructurales. Estas
viviendas deben estar diseñadas para ser seguras y eficientes, lo que significa que no perderá
demasiada energía (como sobrecalentamiento de los cables). Las casas sostenibles involucran
actualmente la utilización de energías renovables tales como, paneles y calentadores solares.
En la actualidad encontramos viviendas, con bajo confort térmico y acústico, lo que significa
que en las casas en el día el calor es abrumador y en las noches el frio es incontrolable;
adicionalmente, el ruido que generan algunos vecinos es escuchado como si estuviera viviendo
contigo, siendo este un punto desfavorecido en la construcción de las viviendas. Gracias a este
conocimiento se realizara estudios con los cuales diagnosticaremos y solucionaremos los
problemas de confort en la vivienda ubicada en la Universidad de San Buenaventura
Determinar y evaluar el confort térmico no es una tarea fácil de realizar, se debe tener en
cuenta el intercambio térmico del individuo y el medio ambiente; la temperatura del aire, la
temperatura de las paredes, la humedad relativa, dentro y fuera de la vivienda.
14
Con estos estudios obtendremos datos específicos de confort, los cuales nos mostraron las
fallas en confort actuales, y así diagnosticar y seleccionar las mejores soluciones para la vivienda
con modelo auto sostenible.
15
2. JUSTIFICACIÓN
La casa utilizada en el desarrollo del presente proyecto, fue construida en la Universidad de
San Buenaventura entre el periodo comprendido desde 2012 – 2014. Esta casa es un modelo de
una vivienda sostenible, la cual está realizada con diseños arquitectónicos ambientales y energías
renovables (panel solar). (Gómez, 2011)
La vivienda se encuentra ubicada en la ciudad de Cali, localizada en la zona inter tropical,
teniendo un clima tropical seco.
La vivienda cuenta con tres (3) habitaciones, dos (2) baños, una (1) cocina, dos (2) patios, un
(1) patio de ropa, un (1) comedor y una (1) sala como se puede ver en la ilustración 15. El plano
inicial era de una vivienda de 6m x 15m, lo que se hizo fue reducir los espacios hasta que
quedara de 4,80m x 10,20m, que son las medidas reales de la vivienda. En la habitación principal
se trabajó el concepto de confort térmico, es decir que las personas no presentaran sensación de
calor, ni de frío, debido a que las condiciones de temperatura, humedad relativa y movimientos
del aire fueran favorables a las actividades que se desarrollaran. Para esto se implementó en las
paredes y el tejado de la habitación, pulpa de papel, en forma de emparedado con el fin de
mejorar las propiedades térmicas del material de construcción, para lo cual no se ha realizado
ninguna evaluación.
La evaluación térmica, acústica y lumínica de la casa, nos permitirá conocer que tan efectivo
es el concepto de la vivienda y podremos ejecutar diferentes soluciones para el mejoramiento en
el confort de la misma.La evaluación térmica de la casa, se realizará con un sistema de sensores
16
térmicos (Klimalogg PRO), los cuales tomaran temperaturas dentro de la habitación, y en el
exterior de la vivienda, por un lapso de tres (3) días, con lo cual podremos diagnosticar la
vivienda y evaluar las soluciones. También se realizara la caracterización acústica de los
elementos de la construcción in situ del aislamiento acústico a ruido aéreo y del ruido aéreo entre
locales, con dispositivos CESVA para posteriormente analizar y plantear soluciones, para la
caracterización lumínica, se trabajara con el equipo BK PRECISION Lightmeter 615, con el
cual se podrá tomar la medida unidades Lux (Lx) en el sistema internacional de unidades.
17
3. OBJETIVOS
3.1 OBJETIVOS PRINCIPAL
Determinar el diagnóstico y solución de las propiedades de confort (térmicas, lumínicas y
acústicas) de la vivienda experimental ubicada en la Universidad de San Buenaventura, seccional
Cali.
3.2 OBJETIVOS ESPECIFICOS
Valoración de la vivienda experimental en función de propiedades de confort (Térmico,
Lumínico y Acústico)
Plantear estrategias de solución según las mediciones de confort.
Implementar la estrategia de confort para la vivienda experimental y su posterior
evaluación.
18
4. MARCO TEORICO
4.1 AISLAMIENTO
Es el comportamiento por el cual la pérdida energética tienda a ser reducida o en su defecto a
cero, como su nombre lo indica el aislamiento es una barrera que aísla, es decir dificulta el paso
atreves de ella, de calorías cuando se trata de aislamiento térmico y de sonido cuando hablamos
de aislamiento acústico, a continuación definiremos los dos tipos de aislamientos:
4.1.1 Aislamiento térmico.
El aislamiento térmico se propone generar una barrera que pueda minimizar la diferencia de
temperatura de las superficies interior (paredes, techo y suelo) y el ambiente interior, pero no
solo se busca generar una minimización en las temperaturas, sino también contribuir al ahorro de
energía al reducir las pérdidas de calor. (construcción, 2014)
4.1.2 Aislamiento Acústico
El aislamiento acústico trata de atenuar la propagación del ruido de un local a otro dentro del
mismo edificio o del exterior de una vivienda a los espacios interiores. (construcción, 2014)
4.1.2.1 Sonido
El sonido lo podemos definir en dos campos; el campo fisiológico y el campo físico.
Campo fisiológico: Sensación auditiva que se origina mediante una vibración acústica.
Campo físico: es una vibración acústica la cual puede generar una sensación auditiva.
(Rougeron, 1977)
19
4.1.2.2 Ruido
El ruido es definido como una sensación auditiva desagradable. Pueden poner la más bella
sinfonía, pero oída a través de una pared en el trabajo, si estamos estresados puede ser un ruido.
(Rougeron, 1977)
4.2 DIAGNÓSTICO
Es el análisis que se realiza para determinar cualquier situación y cuáles son las tendencias,
basándose en datos, hechos y evaluaciones ordenadas sistemáticamente, que nos permitirán
juzgar que está sucediendo, para ello encontraremos diferentes métodos de evaluación:
4.2.1 Métodos de evaluación
Los métodos de evaluación son desarrollados para medir el producto o las necesidades,
mediante pruebas cualitativas y cuantitativas, con el fin de recoger información de los procesos,
analizarla y así poder genera posibles soluciones.
4.3 TRANSMISIÓN DE CALOR
El calor es una energía que se transmite de los cuerpos calientes a los cuerpos fríos, debido a
las propiedades de la entropía, en las viviendas el frio no entra, sino que el calor es expulsado
al exterior. El calor es transmitido de varias maneras:
20
4.3.1 Conducción
Es la transmisión de calor por contacto directo entre los cuerpos, mediante el cual la
temperatura pasa de molécula a molécula, sin intercambios de materia.
4.3.2 Convección
Es la transmisión de calor por medio del movimiento del fluido, entre zonas con
diferentes temperaturas.
4.3.3 Radiación
Es la onda electromagnética emitida por la superficie de un cuerpo excitado
térmicamente, y es emitida en todas las direcciones. (Juez, 2010)
4.4 ACÚSTICA
La ciencia que estudia los diferentes métodos de generación, recepción y transmisión del
sonido se llama acústica, entre los diferentes campos de la acústica encontramos la
Arquitectónica, la cual trata sobre el diseño y construcción de las salas, edificios y del
comportamiento de las ondas sonoras en ambientes cerrados.
En general el sonido está relacionado con la sensación auditiva, cuando una onda sonora que
se propaga por un gas, un líquido o un sólido, y este alcanza a nuestro oído, presenta un
fenómeno que se denomina audición, lo cual hace vibrar nuestra membrana auditiva, y presenta
una reacción en los nervios auditivos. Para ello solo podremos captar frecuencias comprendidas
entre 16 Hz y 20KHz para ello las frecuencias se dividirán en tres:
Frecuencias graves= 16 -360 Hz
21
Frecuencias medias= 360 – 1.400 Hz
Frecuencias agudas= 1.400 – 20.000 Hz
El sonido es considerado como una onda elástica, por medio del cual la propagación será con
una velocidad que dependerá de las propiedades elásticas del medio donde tenga lugar dicha
propagación, esta propagación aumentara o disminuirá por la resistencia acústica del material o
por la Impedancia del mismo, al contrario que la resistencia eléctrica, que al aumentar hace que
disminuya la intensidad de corriente, la impedancia acústica hace que aumente la intensidad
sonora transmitida, como se mostrara en el siguiente gráfico.
Tabla 1 Impedancia acústica en distintos medios de propagación
Materiales v (m/s) ρᴑ (kg/m3) Z (kg m
-2 s
-1)
Aire 340 1.18 408
Agua 1080 1000 148 x 104
Hormigón 3160 2300 7 x 106
Ladrillo 3000 1800 5 x 106
Madera 700 600 0.4 x 106
Acero 5900 7800 46 x 106
Dónde: = Velocidad de transmisión, = Densidad del material y
= Impedancia acústica.
22
La impedancia acústica tiene un papel crucial en cuestiones de reflexión y transmisión de las
ondas entre dos medios, para poder generar una buena transmisión es necesario que las
impedancias de los medios sean casi iguales, mientras cuando son diferentes la mayor parte de la
energía es devuelta por reflexión para poder satisfacer la ley de conservación de energía.
(Beléndez, 1992)
La Normatividad Colombiana por medio del ministerio de ambiente, vivienda y desarrollo
territorial nos establece la norma nacional en la resolución 0627 del 2006 de emisión de ruido y
ruido ambiental, para determinar cuáles son los estándares máximos de niveles de emisión de
ruido en dB(A) y estándares máximos permisibles de niveles de ruido ambiental en dB(A), a
continuación podremos observar las tablas para los respectivos estándares:
23
Tabla 2 Resolución 0627 del 2006 máximos permisibles de niveles de ruido ambiental
(Ministerio de ambiente, vivienda y desarrollo territorial, 2006)
24
Tabla 3 Resolución 0627 del 2006 máximos permisibles de niveles de emisión de ruidos
. (Ministerio de ambiente, vivienda y desarrollo territorial, 2006)
4.5 LA LUZ
Es la radiación electromagnética emitida o reflejada por cualquier cuerpo, esta energía es
visible para el ojo humano, con un rango de longitud de onda entre 0.38 y 0.78µm (10-6
m), la luz
proviene de superficies a alta temperatura, tales como el sol, lámparas. Nuestra vista es capaz de
distinguir diferentes longitudes de ondas del espectro luminoso y son percibidas como los
25
colores de la luz, azul-violeta (± 0.4 µm) y los colores rojo-naranja (± 0.7µm), para aquellas
longitudes mayores a 0.7µm y menores a 0.4 µm son imperceptibles para el ojo humano.
(INSHT, 198*) (Monroy, 2006)
4.5.1 Visión humana
Se define visión a la capacidad de interpretar nuestro entorno mediante la radiación
electromagnética que percibe nuestros ojos. Nuestra visión tiene una gran facilidad para
adaptarse a los cambios de niveles de iluminación por medio de la dilatación de la pupila que es
casi instantánea, como también puede aumentar la sensibilidad de la retina lo cual nos facilita
tener una mejor visión en las horas nocturnas.
Este nivel de iluminación varía según el lugar donde nos encontremos, como se puede ver en
la siguiente tabla
26
Tabla 4 de niveles de iluminación (lux)
Lux Ambiente Actividad cómoda
100,00
0
Mediodía pleno sol Umbral máximo, empieza el dolor por exceso de luz
30,000
Día semicubierto Circulación exterior diurna, paseo
10,000
Día cubierto Actividad excepcional (quirófanos)
3,000
Zonas de transición Actividad muy detallada, iluminación puntual
1,000 Interior luminoso Actividad detallada (cocina, aseo), iluminación zonal
300 Interior medio Estancia, actividad media, iluminación gral nocturna
100 Interior bajo Reposo, actividad baja, iluminación gral nocturna
30 Calle iluminación alta Circulación interior, calle de noche con tráfico
10 Calle media Calle con tráfico medio, densidad urbana media
3 Calle baja Calle con tráfico bajo, densidad urbana baja
1 Calle mínima Aparcamientos o muelles, sólo orientación
0,1 Luz de luna Necesita periodo de adaptación para orientarse
0,01 Luz de estrellas Umbral mínimo, oscuridad prácticamente absoluta
(Monroy, 2006)
27
4.6 VIVIENDAS SOSTENIBLES
El desarrollo de las viviendas sostenibles se ven influenciadas por el concepto de bio-
construcciones, lo cual nos indica que para las viviendas tendremos ahorro de energía, agua y
utilizaremos conceptos de reciclaje, como también se dispondrán de un estudio previo de la zona
donde se construirá y las direcciones en las que van a ir las viviendas, el buen uso de materiales
de construcción, que logren proporcionar barreras acústicas y térmicas, también encontramos las
Viviendas bioclimáticas las cuales se define como las viviendas diseñadas para lograr un
máximo confort dentro de las mismas con el mínimo gasto energético, aprovechando el medio
ambiente, para transformar el clima externo en Confort interno. (Lasanta, 2004)
El confort que el ser humano pueda experimentar en un espacio determinado es una sensación
que resulta compleja de descifrar. La concepción del confort se puede asociar a características en
un espacio determinado, definidos por parámetros que pueden analizarse de manera
independiente y que a su vez son específicos para cada sentido de nuestro organismo (Térmicos,
Acústicos y Lumínicos) con unidades (grados centígrados, decibelio y lux/ candelas), y así poder
proporcionar bienestar y comodidad, entre ellos encontramos tres (3) tipos de confort;
4.7 CONFORT TÉRMICO
El confort térmico se da cuando las personas no experimentan sensación de calor ni de frio, es
decir, cuando las condiciones de temperatura, humedad relativa y flujo de aire son favorables
para cada actividad que se esté realizando, también se puede definir como: “Aquella condición
de la mente que proporciona satisfacción con el medio ambiente térmico” (Fanger P. , 1973).
No obstante, esta definición la podemos dejar a un lado, debido a que entramos en el significado
28
de condición de la mente, como la de satisfacción, pero podemos deducir que el confort es un
proceso cognitivo el que se influye por diferentes tipos de procesos como físicos, fisiológicos o
incluso psicológicos (Ashrae, 2005).
Dado esto evaluar se puede convertir en una tarea compleja debido a que las sensaciones
conllevan una carga subjetiva, no es lo mismo para la persona Y sentir sensaciones de frio y/o
calor que para la persona X. Sin embargo existen variables que podemos modificar para que los
intercambios térmicos entre el individuo y el medio en el que se encuentre puedan contribuir a la
sensación de confort como: temperatura del aire, humedad relativa, actividad física, entre otras.
(Rusiñol, 2007).
Las condiciones de confort térmico para las personas, en estado de reposo, son a una
temperatura de 22 °C en invierno y a 25 °C en verano, con una humedad relativa del 50%, estas
temperaturas dependen también del tipo de actividad que estén realizando. (Juez, 2010)
4.7.1 Humedad relativa
El vapor de agua se forma por la evaporación del agua que se encuentra presente en la
naturaleza, este es absorbido por el aire en diferentes porcentajes los cuales dependen 100% de
las condiciones ambientales. La humedad relativa, se maneja desde 0 al 100% siendo 0% el nivel
más bajo de agua en el aire, y 100% el nivel más alto de agua en el aire.
En las viviendas la humedad relativa juega un papel muy importante tanto para la comodidad
como para la salud, ya que la humedad relativa demasiado alta (60-100%) puede generar
complicaciones de como: Dificultad para respirar, acumulación de calor, malos olores, deterioro
de materiales y generación de hongos.
29
La humedad relativa demasiado baja (0-30%) puede generar complicaciones como: Partículas
de polvo en el aire, dolor de cabeza, asma, piel agrietada, y muebles dañados.
Se debe mantener una humedad relativa dentro de la vivienda entre (30–60%), siendo un 45-
50% la humedad relativa optima. (Rafael Hernández Sánchez, 2014)
La sintomatología que presentan las personas que son afectadas no suelen ser graves, y al no
ocasionar bajas por enfermedad, se ve minimizado los efectos, aunque se traduce en una
situación de disconfort. Los contaminantes que encontramos presentes en el aire son absorbidos
por inhalación, debido a esto afecta el tracto respiratorio como irritación de nariz, garganta y
bronquios, pudiendo provocar rinitis, asma o neumonitis hipersensitiva, también en el medio
ambiente pueden encontrarse contaminantes que provoquen irritación en ojos y en la dermis.
Los principales síntomas en la salud física que se relacionan con la calidad del aire son:
Dolor de cabeza, mareos, náuseas, fatiga, piel seca, irritación de ojos, congestión de senos
nasales y tos.
Los síntomas en la salud mental que se relacionan con la calidad del aire son: Cambios de
humor, cambios en el estado de ánimo y dificultad en relaciones interpersonales. (NTP 243,
198+)
4.7.2 Factores del confort térmicos
Transcurrido el tiempo se han encontrado diferentes autores que abordaron el problema de
calcular las condiciones de confort térmico en un determinado entorno (Hoof, 2008) (Wan, 2009)
(Orosa, 2009), para lo cual existen diferentes índices y modelos en la bibliografía, no obstante el
más completo es el índice de PMV (Predicted Mean Vote) el cual fue diseñado y desarrollado
30
con el fin de modelar el confort térmico en los humanos (Fanger P. , 1972), se utilizara este
método con una variación en las variables para la medición.
Estos factores sobre el confort térmico están ligados al clima y la geografía donde se
encuentre la vivienda. Colombia se encuentra ubicada en una zona tropical, esto significa que la
temperatura media en los doce meses del año superan los 18°C. Encontramos dos factores
fundamentales al momento de realizar nuestro estudio, Factores externos y factores internos:
4.7.2.1 Factor externo
Se puede denominar factor natural, donde encontramos; Radiaciones solares, humedad relativa y
movimiento del aire
4.7.2.2 Factor interno
En este factor encontramos; Personas, animales, ruido, plantas, objetos, también se debe tener
en cuenta los materiales de construcción y factores de acondicionamiento, lumínico, acústico,
acústico y visuales.
Se debe saber que los criterios de diseño en las viviendas deben ir ligados a criterios térmicos,
teniendo en cuenta las precauciones de orientación de la vivienda, aislamientos térmicos, entre
otros. (Alexander Iturre Campiño, 2013)
4.8 CONFORT ACÚSTICO
El confort acústico está dado por el nivel de ruido que se encuentra por debajo de los niveles
legales permitidos que pueden producir a las personas daños a la salud. El confort acústico es el
31
nivel sonoro que no molesta, que no perturba y que no daña la salud, este se mide atreves de
decibeles y por medio de equipos altamente sensibles al sonido.
La realización del estudio se debe basar en la normatividad colombiana, NTC 4945.
(INCONTEC, 2001)
4.8.1 Factores del confort acústicos
Estas normas nos indican los factores que debemos tener en cuenta para el desarrollo del
estudio como son:
4.8.1.1 Posición de la fuente
Lugar en el cual estará ubicada la fuente emisora.
4.8.1.2 Rangos de frecuencias
Son los límites de frecuencias que se utilizaran en la evaluación, los cuales serán desde 16Hz
hasta 20KHz.
4.8.1.3 Ruido de fondo
Es el ruido que no se puede controlar, el ruido generado por el medio que nos rodea.
4.8.1.4 Nivel medio de presión sonora en la superficie
Es diez veces el logaritmo decimal del cociente entre la media, temporal y espacial, de los
cuadrados de las presiones en la superficie
4.8.1.5 Posición de los sonómetros
Es la ubicación en la cual serán situados los diferentes sonómetros según la norma vigente
32
4.8.1.6 Filtros de tercios de octavas
Una banda de octavas es una banda de frecuencias donde la frecuencia más alta es dos veces
la frecuencia más baja, un filtro de octava con una frecuencia de 1KHz tiene una frecuencia de
inferior de 707Hz y una superior de 1.414Hz. Cualquier frecuencia que esté por debajo y por
encima de esos límites se rechaza. Un tercio de octava tiene una anchura de 1/3 de la banda de
octava. (INCONTEC, 2001)
4.9 CONFORT LUMÍNICO O VISUAL
En el confort lumínico o visual tiene como finalidad el poder percibir la información
correctamente; los colores, formas y objetos en un espacio determinado, sin ocasionar daños en
la visión, aquí intervienen 3 parámetros fundamentales:
4.9.1 Flujo luminoso
Es la medida de la potencia luminosa percibida.
4.9.2 Intensidad luminosa
Es la cantidad de flujo que emite una fuente por unidad de Angulo sólido.
4.9.3 Nivel de iluminación
Flujo luminoso que incide en una superficie, su unidad de medida es en Lux
Es necesario atender la luz proporcionada y que esta sea la más adecuada posible, una
distribución inadecuada puede causar graves daños a la salud.
33
4.9.4 Factores del confort lumínico
Estos factores sobre el confort lumínico inciden directamente sobre los 3 parámetros, flujo
luminoso, intensidad luminosa y nivel de iluminación:
4.9.4.1Flujo luminoso:
Potencia luminosa que emite una fuente de luz (cd)
4.9.4.2 Intensidad luminosa:
La forma en la que distribuye la luz en una dirección
4.9.4.3 Nivel de iluminación:
Nivel de luz que incide sobre un objeto o superficie (lx)
También se deben tener en cuenta dos (2) condiciones básicas; deslumbramiento y los
contrastes.
34
5 METODOLOGIA
La valoración de la vivienda experimental se realizara por medio de las mediciones de confort
que serán descritas a continuación:
5.1 ANÁLISIS TÉRMICO
Para estudiar las temperaturas y humedades relativas que se encuentran al interior de la
vivienda, se deben instalar los dispositivos móviles del sensor klimalogg; en la habitación
con refuerzo de pulpa de papel. También se debe estudiar la temperatura y humedad relativa
del medio ambiente instalando un dispositivo en la parte externa de la vivienda. La
información de los tres (2) dispositivos móviles va dirigida a la computadora por medio de
una USB que sirve como receptora de la información, el software klimalogg pro nos muestra
los datos recibidos en tiempos de 10 minutos, la duración del estudio será de tres (3) días.
Ilustración 1 Esquema metodológico para evaluación térmica
Estos son los parámetros los cuales mediremos con nuestros dispositivos móviles
35
Tabla 5 Parámetros térmicos para tener en cuenta
ti Temperatura interna °C
tr Temperatura radiante °C
Hr Humedad relativa %
Ilustración 2 Ubicación de dispositivos Higro - Térmicos
Ilustración 3 plano de la vivienda y dispositivo klimalogg Fuente Ing. Diego Gómez
El equipo de estación higro- térmica de Klimalogg Pro, consta de las siguientes partes:
36
Una (1) memoria USB la cual sirve para conectar el dispositivo Klimalogg Pro con el
computador por medio inalámbrico
Dos (2) estaciones higro- térmicas de Klimalogg Pro; El primer dispositivo recibe la
información de ambos y la envía a la memoria USB la cual la transmite al
computador
Software Klimalogg Pro
Ilustración 4 Estación higro-termico klimalogg pro Fuente:
http://thumbs.ebaystatic.com/images/g/mt8AAOSwstxU5JqG/s-l225.jpg
37
5.1.1 Diseño experimental.
Con el fin de determinar el efecto que ejerce el espesor de la pared, y la teja sobre las humedades
relativas externas%, humedades relativas internas%, temperatura externa y temperatura interna,
se plantea el siguiente diseño experimental.
Unidad experimental.
Aislapor, Teja y pared
Factores, Niveles Tratamientos y aleatorización
En la ¡Error! No se encuentra el origen de la referencia. se muestran los tres factores:
ESPESOR a 4 niveles y TEJA a 2 niveles, lo cual genera 8 tratamientos. Los experimentos se
realizaron al azar. Debido a disponibilidad de material, costos de las pruebas y tiempo cada
tratamiento, la experimentación se realizó tres veces.
38
Tabla 6 Factores, niveles y tratamientos del diseño experimental Térmico
Orden azar Orden Corrida Espesor teja
12 1 2 2
16 2 4 2
1 3 1 1
19 4 2 1
14 5 3 2
23 6 4 1
20 7 2 2
8 8 4 2
17 9 1 1
4 10 2 2
7 11 4 1
21 12 3 1
5 13 3 1
11 14 2 1
9 15 1 1
22 16 3 2
3 17 2 1
13 18 3 1
15 19 4 1
2 20 1 2
6 21 3 2
10 22 1 2
18 23 1 2
24 24 4 2
39
Variables de respuesta: Se midieron después de aplicados los tratamientos, estas son: HRE%,
HRI%, TEMPE y TEMPI
(HRE%: Humedad relativa externa, HRI%: Humedad relativa interna, TEMPE: Temperatura
externa, TEMPI: Temperatura interna)
Modelo del diseño
Dada las condiciones en las cuales se realizó el experimento, se plantea un Diseño
Completamente al Azar con estructura factorial 4x22, la ecuación matemática que lo representa
es la siguiente:
ijkijjiijk zzy )(
i=1, 2, 3, 4 j=1,2 k=1,2,3
Dónde:
ijky : Es la variable de respuesta, tomada bajo el efecto del i-eximo nivel de espesor, j-eximo
nivel de la teja, y k-exima repetición.
: Parámetro de centralidad o efecto medio general
zi : Efecto del i-eximo nivel del factor espesor
j : Efecto del j-eximo nivel del factor teja
ijZ )( : Efecto debido a la interacción entre los niveles de los factores considerados.
40
ijk :Efecto debido al error experimental
Supuestos sobre el error
Normalidad
H0: ijk se distribuye normal
Ha: ijk no se distribuye normal
Homogeneidad de varianza
H0:
Ha: σ2>0
Supuesto de
independencia
Cov (ijk, i’j’k’)=0 ii’;
jj’ ; kk’
HIPÓTESIS ASOCIADAS AL MODELO
Hipótesis de interacción
H0: (z)ij = 0 No hay efecto de interacción entre los dos factores
Ha: (z)ij 0 Si hay interacción entre los dos factores
Hipótesis de efectos principales
Ho: Z1 = Z2 = Z3 = Z4 = Z. Ha : Zi Zi’ i i’.
Ho: α1 = α 2 = α. Ha : α j α j’ j j’.
Para probar las hipótesis planteadas se realiza un análisis de varianza, gráfico de interacción o
perfil presentes en el capítulo de análisis de resultados, para lo cual se utiliza el software
estadístico Minitab 17.
41
5.2 ANÁLISIS ACÚSTICO
El desarrollo de este análisis va ligado a la Norma Técnica Colombiana 4945 (NTC 4945), la
cual nos da las pauta necesarias para obtener los datos necesarios.
Principio:
El altavoz se instala en una o más posiciones fuera del edificio a una distancia d de la fachada
con el ángulo de incidencia sonora igual a (45±5)°, el nivel de presión sonora medio se
determina directamente en la muestra (método para elementos) o a 2m frente a la fachada
(método global), así como en el local de recepción. Se calculan bien el índice de reducción
sonora aparente R o la diferencia de nivel D.
Se debe generar un campo sonoro estacionario con un espectro continuo en el rango de
frecuencia considerado. Si las mediciones se hacen en bandas de tercio de octava, se deben usar
como mínimo las bandas de frecuencias centrales desde 100Hz hasta 3150 Hz a 2000 Hz, y
preferiblemente desde 63 HZ hasta 4000Hz Hz. Además las diferencias de niveles de potencia
sonora entre las bandas de tercio de octava que forman una octava no deben superar 6dB en la
banda de octava de 125 Hz, 5 dB en la banda de 250 Hz, y 4 dB en las bandas superiores.
Debe elegirse una posición del altavoz y una distancia d a la fachada de manera que minimice
la variación del nivel de presión sonora sobre la muestra del ensayo, se debe poner la fuente tan
alta del suelo como sea posible.
La distancia r desde la fuente sonora al centro de la muestra debe ser como mínimo de 5m ( d
> 3,5m) en el casi del método para elementos y como mínimo de 7 m (d>5m) para el método
global.
42
Mediciones en el local de recepción: El sonómetro debe estar posicionado a 2 metros de la fuente
para poder realizar la corrección de ruido de fondo.
El sonómetro interno debe estar a 0.5m entre cualquier posición de micrófono y las
superficies límites de la habitación o de objetos.
Ilustración 5 Esquema de metodológico para evaluación acústica
43
Ilustración 6 plano vivienda más equipos acústicos Fuente: Diego Gómez
Para realizar el estudio acústico se trabajó con los siguientes equipos:
Sonómetro CESVA SC310 clase 1
Calibrador acústico clase 1
Fuente sonora omnidireccional para mediciones acústicas FP122 y un amplificador para
fuente omnidireccional
Estos equipos se pueden observar en la ilustración 7.
44
Ilustración 7 Dispositivos Cesva
5.2.1 Diseño experimental.
Factores, Niveles, Tratamientos y aleatorización
En la Tabla 7 se muestran los tres factores: Espesor a 4 niveles, TEJA a 2 niveles; lo cual
genera 8 tratamientos. Estos experimentos se aplicaron al azar. Debido a disponibilidad de
material, costos de las pruebas y tiempo, por lo tanto cada tratamiento se realizó una vez.
Tabla 7 Factores, niveles, tratamientos y aleatorización del diseño experimental acústico
Orden al
azar
Orden
Corrida Espesor teja
4 1 2 2
6 2 3 2
3 3 2 1
8 4 4 2
5 5 3 1
2 6 1 2
7 7 4 1
1 8 1 1
45
Variables de respuesta: Se midió después de aplicados los tratamientos, esta es la DELTA dB.
Modelo del diseño
Dada las condiciones en las cuales se realizó el experimento, se plantea un Diseño
Completamente al Azar con estructura factorial 4x2, la ecuación matemática que lo representa
es la siguiente:
ijijjiij zzy )(
i=1, 2, 3,4 j=1, 2
Dónde:
ijy : Es la variable de respuesta (DELTA DB), tomada bajo el efecto del i-eximo nivel de TM,
j-eximo nivel de la TEJA, en la k-exima repetición.
: Parámetro de centralidad o efecto medio general
zi : Efecto del i-eximo nivel del factor TM
j : Efecto del j-eximo nivel del factor TEJA
ijZ )( : Efecto debido a la interacción entre los niveles de los factores considerados.
46
ij :Efecto debido al error experimental
Supuestos sobre el error
Normalidad
H0: ij se distribuye normal
Ha: ij no se distribuye normal
Homogeneidad de varianza
H0:
Ha: σ2>0
Supuesto de
independencia
Cov (ij, i’j’)=0 ii’; jj’
HIPÓTESIS ASOCIADAS AL MODELO
Hipótesis de interacción
H0: (z)ij = 0 No hay efecto de interacción entre los dos factores
Ha: (z)ij 0 Si hay interacción entre los dos factores
Hipótesis de efectos principales
Ho: Z1 = Z2 = Z3 = Z4 = Z. Ha : Zi Zi’ i i’.
Ho: α 1 = α 2 = α. Ha : α j α j’ j j’.
47
Para probar las hipótesis planteadas se realiza un análisis de varianza, gráfico de interacción o
perfil presentes en el capítulo de análisis de resultados, para lo cual se utiliza el software
estadístico Minitab 17.
5.3 ANÁLISIS LUMÍNICO
Se ubicó el equipo BK precisión, en la alcoba con refuerzo de pulpa de papel, y se tomaran
los datos en unidades Lux, que es la cantidad de luz que entra en la alcoba, como también la de la
alcoba, con la solución.
Se tomara 3 medidas en el día, a las 9:00am – 12:00pm – 4:00pm, con el fin de poder analizar
los diferentes niveles de intensidad lumínica en la alcoba, durante 5 días.
Para realizar el estudio lumínico trabajamos con el equipo: BK precisión 615, Consta de:
Sensor,
Programador en fc-Lux
Display
Luz (Escala programable): Escala de 20lux a 20 KLux, 20fc a 20 Kfc, resolución 0.01 Lux,
0.01 fc , precisión •3%lectura + 10 dígitos.
48
Ilustración 8 plano vivienda más dispositivo lumínico
Ilustración 9 Dispositivo BK precision
49
5.3.1 Diseño experimental.
Factores, Niveles, Tratamientos y aleatorización
En la Tabla 8 se muestran los tres factores: TEJA a 2 niveles, y HORA a 3 niveles; lo cual
genera 6 tratamientos. Estos experimentos se aplicaron al azar. Debido a disponibilidad de
material, costos de las pruebas y tiempo, por lo tanto cada tratamiento se realizó 5 veces.
50
Tabla 8 Factores, niveles, tratamientos y aleatorización del diseño experimental lumínico
ALEATORIZACIÓN TEJA HORA
1 1 1
7 1 1
13 1 1
19 1 1
25 1 1
2 1 2
8 1 2
14 1 2
20 1 2
26 1 2
3 1 3
9 1 3
15 1 3
21 1 3
27 1 3
4 2 1
10 2 1
16 2 1
22 2 1
28 2 1
5 2 2
11 2 2
17 2 2
23 2 2
29 2 2
6 2 3
12 2 3
18 2 3
24 2 3
30 2 3
Variables de respuesta: Se midió después de aplicados los tratamientos, esta es la lux.
51
Modelo del diseño
Dada las condiciones en las cuales se realizó el experimento, se plantea un Diseño
Completamente al Azar con estructura factorial 2x3, la ecuación matemática que lo representa
es la siguiente:
ijkijjiijk zzy )(
i=1,2 j=1, 2, 3, l=1, 2, 3, 4, 5
Dónde:
ijky : Es la variable de respuesta (Lux), tomada bajo el efecto del i-eximo nivel de la teja, j-
eximo nivel de la hora, en la k-exima repetición.
: Parámetro de centralidad o efecto medio general
zi : Efecto del i-eximo nivel del factor teja
j : Efecto del j-eximo nivel del factor hora
ijZ )( : Efecto debido a la interacción entre los niveles de los factores considerados.
ijk :Efecto debido al error experimental
52
Supuestos sobre el error
Normalidad
H0: ijk se distribuye normal
Ha: ijk no se distribuye normal
Homogeneidad de varianza
H0:
Ha: σ2>0
Supuesto de
independencia
Cov (ijk, i’j’k’)=0 ii’;
jj’ ; kk’
HIPÓTESIS ASOCIADAS AL MODELO
Hipótesis de interacción
H0: (z)ij = 0 No hay efecto de interacción entre los dos factores
Ha: (z)ij 0 Si hay interacción entre los dos factores
Hipótesis de efectos principales
Ho: Z1 = Z2 = Z3 = Z4 = Z. Ha : Zi Zi’ i i’.
Ho: α 1 = α 2 = α. Ha : α j α j’ j j’.
Para probar las hipótesis planteadas se realiza un análisis de varianza, gráfico de interacción o
perfil presentes en el capítulo de análisis de resultados, para lo cual se utiliza el software
estadístico Minitab 17.
53
6 RESULTADOS Y ANÁLISIS
A continuación se mostraran los resultados obtenidos de las valoraciones en confort térmicas,
acústicas y lumínicas en la vivienda experimental.
6.1 RESULTADOS INICIALES, DIAGNÓSTICO DE LA HABITACIÓN
6.1.1 Valoración térmica
La valoración térmica se realizó entre el 23 al 25 de abril del 2015, en la cual se midieron las
variables de respuesta: Temperatura interna, temperatura externa, humedad relativa interna y
humedad relativa externa tal como se evidencia en las ilustraciones; 10,11 ,12 y 13
Ilustración 10 Gráfico de temperatura vs tiempo, 23 de abril
25,5
23,2
28,9
30,8
26,5
19,3
29,6
26,7
22,7
0
5
10
15
20
25
30
35
12:00:00 a.m. 06:00:00 a.m. 12:00:00 p.m. 06:00:00 p.m. 12:00:00 a.m.
Tem
per
atu
ra °c
Tíempo
T°c vs T - 23 de abril - Pared sola - Sin teja
T°c Interna
T°c Externa
54
Ilustración 11 Gráfico de temperatura vs tiempo, 24 de abril
Ilustración 12 Gráfica temperatura vs tiempo, 25 de abril
26,4 24,1
28,4 28,6
25,4 23
21
29,2
25,7
22,4
0
5
10
15
20
25
30
35
12:00:00 a.m. 06:00:00 a.m. 12:00:00 p.m. 06:00:00 p.m. 12:00:00 a.m.
Tem
per
atu
ra °c
Tiempo
T°c vs T - 24 de abril - Pared sola - Sin teja
T°c Interna
T°c Externa
25,5 23,8
27,2 28,6
25 22,5
21,3
29
25,1
21,3
0
5
10
15
20
25
30
35
12:00:00 a.m. 06:00:00 a.m. 12:00:00 p.m. 06:00:00 p.m. 12:00:00 a.m.
Tem
per
atu
ra °c
Tiempo
T°c vs T - 25 de abril - Pared sola - Sin teja
T°c Interna
T°c Externa
55
Ilustración 13 humedad relativa vs tiempo, 25 de abril
La valoración térmica obtenida por las ilustraciones 10, 11 y 12 nos muestra que las medidas
en el interior de la vivienda son muy cercanas a las medidas de temperatura en el exterior de la
vivienda, esto se da en gran proporción por la distribución de la casa y la cercanía del patio a la
alcoba #1, ya que el patio es abierto y no cuenta con ningún tipo de techo, y la alcoba no tiene
ventana.
A partir de la ilustración 13 podemos determinar que la humedad relativa presente en la
alcoba es alta, teniendo una media de 69,31%, para los cuales los mínimos son entre 0 y 30%, y
los máximos entre 60 y 100%, (Rafael Hernández Sánchez, 2014)
La vivienda presenta bajo índice confort térmico, pues en la alcoba, durante el día,, las
temperaturas internas y externas son muy similares, como también que la humedad relativa es
muy alta y puede generar daños en la salud como (irritación tracto respiratorio, rinitis, asma,
73 77
68 59
70
85 89
70 72
84
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
12:00:00 a.m. 06:00:00 a.m. 12:00:00 p.m. 06:00:00 p.m. 12:00:00 a.m.
Hu
me
dad
rela
tiva
%
Tiempo
H.R vs T -25 de abril - pared sola - sin teja
H.R Interna
H.R Externa
56
neumonitis, nauseas, dolores de cabeza, fatiga piel seca, tos, cambios de humor, cambios de
estado de ánimo) (NTP 243, 198+), como también daños en nuestras pertenencias.
6.1.2 Valoración acústica
La valoración acústica se realizó el día 17 de abril del 2015, el cual empezó a las 10:00 am y
termino a la 1pm, teniendo en cuenta la norma NTC 4945, se realizó el debido procedimiento
con el fin de poder realizar las mediciones de aislamiento acústico; las condiciones climáticas
fueron favorables para la evaluación, el punto de medición se ubica en la parte posterior de la
fachada de la casa, en la parte trasera (donde se encuentra construido con el material a estudiar) a
una distancia de 1.50m de la fuente.
Tabla 9 presenta las definiciones acústicas que fueron utilizadas:
Indicadores de ruido Nivel sonoro continúo equivalente ponderado Z, LZeq.
Cálculos utilizados
Tiempo de medición Intervalos de 10 segundos en dos horas.
Tiempo de respuesta Slow
Filtro de ponderación Z.
Observaciones Se determina un punto de medición próximo a la fuente, a
una distancia de 1.50 metros de la fachada y de la fuente,
sobre 1.20 metros del nivel del piso. Las condiciones
57
Tabla 10 Resultados acústicos
Promedio
En este desarrollo experimental, se cumplieron con los requerimientos de las distancias de la
pared al micrófono y de la fuente al micrófono basadosen la norma NTC 4945. Los resultados de
la evaluación acústica, muestran que el promedio de reducción acústica en inmisión que nos
genera las paredes con refuerzo de pulpa de papel es alrededor de 19dB. Este resultado nos
indica que se debemos generar opciones para mejorar la resistencia acústica de la vivienda, dado
que en el sector que se encuentra ubicada la casa experimental, pasa el camión recolector de
basura, el cual genera alrededor de 100 dB.
La normatividad colombiana por medio de la resolución 0627 de 2006, (Ministerio de
ambiente, vivienda y desarrollo territorial, 2006) nos indica que en el periodo diurno los
estándares máximo permisibles de niveles de ruido ambiental en dB(A) que se debe generar en
una zona residencial es de 65 dB y en el periodo nocturno es de 55 dB, lo cual nos muestra que
climáticas son estables y el ruido ambiente es moderado.
84.2 dB 64.8 dB
84.7 dB 63.1 dB
80.7 dB 65.1 dB
83.52 dB 64.4 dB
58
nuestra vivienda presenta falencias de confort acústico debido a que si el camión recolector de
basura pasa en la noche, y le restamos nuestra reducción actual, no alcanzamos a estar en los
límites permisibles por la norma.
6.1.3 Valoración lumínica
La valoración lumínica se realizó desde el 12 al 16 de octubre, donde se tomaron 3 medidas
en la alcoba 1, durante el día, la cual se podrá observa en la siguiente ilustración.
Ilustración 14 unidad de medida Lux (lx)
1750
1200
400
1689
1050
450
3000
1500
200
1500
750
450
1250
1077
480
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
Un
idad
es L
ux
(Lx)
Unidad de medida Lux (Lx) en la alcoba #1
lunes 9:00 am
Lunes 12:00
Lunes 4:00 pm
Martes 9:00 am
Martes 12:00
Martes 4:00 pm
Miercoles 9:00 am
Miercoles 12:00
Miercoles 4:00 pm
Jueves 9:00 am
Jueves 12:00
Jueves 4:00 pm
Viernes 9:00 pm
Viernes 12:00
Viernes 4:00 pm
59
La valoración lumínica nos indica que la alcoba presenta niveles de iluminación buenos en las
horas de la mañana y medio día, debido a que en estas horas, el sol está saliendo por el oriente y
posicionándose en la mitad del meridiano, pero en las horas de la tarde presenta muy bajos
niveles de intensidad lumínica, debido a que el sol se pone por el occidente y la vivienda está
ubicada de modo que el patio queda apuntando hacia el oriente. Como se mostró en la tabla 4 de
niveles de iluminación, por debajo de los 500 Lux (Lx), es la iluminación para lugares en los
cuales no se realice actividades de mucha concentración, ya que es la medida de iluminación
general nocturna.
Los niveles de iluminación en los horarios 9am y 12pm son muy altos en comparación del
horario de 4pm, para ello se debe reducir estos niveles en horas tempranas debido a que en la
alcoba 1 y patio va a presentar altos niveles en comparación del resto de la vivienda y pueda
generar cambios brusco en la sensibilidad de la retina.
En la evaluación inicial se encontró que la vivienda presenta fallas en los tres (3) índices de
confort evaluados (acústicas, lumínicas y térmicas). En el índice acústico la alcoba tiene una
reducción de 19dB, lo que nos indica que el confort acústico es bajo. En las mediciones
lumínicas obtuvimos datos en los cuales el nivel de iluminación es muy alto en la alcoba, y en
las horas de la tarde los niveles de iluminación son muy bajos, la casa está posicionada para que
la puerta de al sur, como lo podemos observar en la ilustración 15, el sol sale en las mañanas por
el oriente y se pone en el occidente, el patio da al oriente y se encuentra sin techo, después del
medio día, el sol pasa a ocultarse y la iluminación disminuye drásticamente. Para la evaluación
térmica se evidencio que las temperaturas internas y externas son muy cercanas, la humedad
relativa es muy alta para poder tener sensaciones de confort óptimas, de tal modo que se
60
presentan problemas de convivencia, debido a cambios de humor y cambios en el estado de
ánimo como también de salud. Este tipo de problemas se ven frecuentemente en la mayoría de
las construcciones de apartamentos y casas pre-fabricadas, en las cuales los materiales de
construcción son para dividir las secciones de la casa, y no para brindar un confort.
Ilustración 15 posición de la vivienda
61
6.2 RESULTADOS DE LA PROPUESTA
Tomando los datos de la evaluación inicial, se propuso las siguientes soluciones para los tres
(3) índices de confort:
Confort acústico: Se utilizara el diseño experimental DCA (diseño completamente al azar) 4x2
Confort lumínico: Se utilizara el diseño experimental DCA (diseño completamente al azar) 3x2
Confort térmico: Se utilizara el diseño experimental DCA (diseño completamente al azar) 4x2
La solución planteada se basa en generar buenos índices de confort en la alcoba, para esto se
propuso utilizar los materiales que se definieron en la tabla 11. La evaluación inicial nos indica a
que los puntos a tratar son: el patio, y la pared de la alcoba.
El patio es abierto y no lo separa nada a la Alcoba 1, como se observa en la ilustración 16, en
el plano se evidencia que debe haber una ventana y una puerta, pero la casa no presenta ninguna
de estos artículos (ver ilustración 15), por este motivo las evaluaciones iniciales de los 3 índices
de confort (acústico, lumínico y térmico) presentan bajo rendimiento.
62
Ilustración 16 patio de la casa
63
Ilustración 17 casa lateral
Para el patio se propone aplicar las tejas #7 ajozinc de Ajover, con el fin de poder regular la
temperatura, humedad relativa y los niveles de iluminación que inciden en la alcoba. En el
interior de la alcoba se propone fijar las láminas de aislapor en las dos paredes en diferentes
espesores (2, 4 y 6 cm), para poder regular la temperatura y los niveles sonoros de inmisión que
pasan a través de la pared.
64
Tabla 11 materiales
aislapor de baja densidad de 2cm de espesor, de 1m x 1m
Ilustración 18 aislapor
Fuente: http://www.homecenter.com.co/homecenter-co/product/147393/Aislamiento-de-icopor-1-x-1-metro,-acustico-basico
MATERIALES CARACTERISTICA
Aislapor de baja densidad Espesor 2cm
Tejas de ajozinc 83 x 215 cm marfil, ajover
Sikaflex Connection 300ml
Alambres de amarres 26 cm
65
Sikaflex connection 300ml
Ilustración 19 Sikaflex connection 300ml
Fuente: http://www.homecenter.com.co/homecenter-co/product/119638/Sikaflex-gris-at-connection-300-ml
Teja #7 ajozinc 83x 215 cm marfil ajover
Ilustración 20 teja ajozinc
Fuente: http://www.homecenter.com.co/homecenter-co/product/79391/Teja-#7-ajozinc-83-x-215-cm-marfil
66
Alambres de amarre 26cm
Ilustración 21 alambre de amarras
Fuente: http://www.homecenter.com.co/homecenter-co/product/75282/Amarre-20-unidades-con-tapa-plastica-26-cm-calibre-18
El proceso de implementación de la solución inicio el día jueves 1 de octubre de 2015, con el
aislapor con 2cm de espesor y sin teja.
Ilustración 22 alcoba 1 implementación aislapor 2cm espesor
67
El lunes 5 de octubre de 2015 se implementó la teja en el patio, teniendo el mismo espesor de la
lámina de aislapor en la alcoba.
Ilustración 23 implementación de las tejas
El jueves 8 de octubre se procedió a adherir una lámina más de aislapor en toda la pared, para
aumentar el espesor del material, para esta fecha se realizó la evaluación con teja, ver Ilustración
24
68
Ilustración 24 alcoba 1, implementación aislapor 4cm espesor
El lunes 12 de octubre de 2015 se evaluó el aislapor con espesor de 4cm, sin teja.
El jueves 15 de octubre de 2015 se evaluó el aislapor con espesor de 6cm, sin teja.
El lunes 19 de octubre de 2015 se evaluó el aislapor con espesor de 6cm, con teja
El jueves 22 de octubre de 2015 se evaluó la pared sola, sin aislapor, con teja.
La evaluación acústica se realizó el lunes 19 de octubre de 2015, en esta evaluación se tuvieron
en cuenta todas las variables, definidas en el diseño experimental. Ver Ilustración 25
69
Ilustración 25 evaluación acústica de la solución propuesta
La evaluación lumínica se realizó en los días del 12 de octubre al 16 de octubre de 2015,
tomando datos, en las horas pactadas, con y sin techo en el patio.
Ilustración 26 evaluación lumínica solución
70
6.2.1 Valoración térmica
La valoración térmica se realizó entre el 1 al 25 de octubre de 2015, en la cual se midieron las
variables de respuesta: Temperatura interna, temperatura externa, humedad relativa interna y
humedad relativa externa tal como se evidencia en las ilustraciones;
Ilustración 27 T°c vs T- 1 de octubre- aislapor 2cm- sin teja
24,2 22,8 28,6
24,5
24
21 19,5
32
28,5
20,6
0
5
10
15
20
25
30
35
40
12:00:00 a.m. 06:00:00 a.m. 12:00:00 p.m. 06:00:00 p.m. 12:00:00 a.m.
Tem
per
atu
ra
Tiempo
T°c vs T - 1 de octubre - aislapor 2cm- Sin teja
T°c Interna
T°C Externa
71
Ilustración 28 T°c vs T - 2 de octubre- aislapor 2cm- sin teja
Ilustración 29 T°c vs T- 3 de octubre- aislapor 2cm- sin teja
24 22,8
27,1 27,8
25,5
20,6 19,7
29,2
26,3 21,6
0
5
10
15
20
25
30
35
40
12:00:00 a.m. 06:00:00 a.m. 12:00:00 p.m. 06:00:00 p.m. 12:00:00 a.m.
Tem
per
atu
ra °c
Tiempo
T°c vs T - 2 de octubre - Aislapor 2cm- Sin teja
T°c Interna
T°c Externa
25,2 23,9 29,1
29,4
26,2
21,5 21,3
31,7
27,9 22,9
0
5
10
15
20
25
30
35
40
12:00:00 a.m. 06:00:00 a.m. 12:00:00 p.m. 06:00:00 p.m. 12:00:00 a.m.
Tem
per
atu
ra °c
Tiempo
T°c vs T - 3 de octubre - Aislapor 2cm- Sin teja
T°c Interna
T°c Externa
72
Ilustración 30 H.R. vs T - 3de octubre- aislapor 2cm- sin teja
Ilustración 31 T°c vs T- 5 de octubre- aislapor 2cm- con teja
67 70
56 57
62
81 82
53
61 76
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
12:00:00 a.m. 06:00:00 a.m. 12:00:00 p.m. 06:00:00 p.m. 12:00:00 a.m.
Hu
med
ad r
elat
iva
%
Tiempo
H.R. vs T - 3 de octubre - aislapor 2cm - sin teja
H.R. interna
H.R. externa
26,3 24 29,6
30,1
27,4
22,5 20,1
33,8
27,9 23,2
0
5
10
15
20
25
30
35
40
12:00:00 a.m. 06:00:00 a.m. 12:00:00 p.m. 06:00:00 p.m. 12:00:00 a.m.
Tem
per
atu
ra °c
Tiempo
T°c vs T - 5 de octubre - Aislapor 2cm- Con teja
T°c Interna
T°c Externa
73
Ilustración 32 T°c vs T- 6 de octubre- aislapor 2cm- con teja
Ilustración 33 T°c vs T- 7 de octubre- aislapor 2cm- con teja
27,2 24,7 29 29,6
27
23 20,3
31,4
27,2 22,6
0
5
10
15
20
25
30
35
40
12:00:00 a.m. 06:00:00 a.m. 12:00:00 p.m. 06:00:00 p.m. 12:00:00 a.m.
Tem
pe
ratu
ra °c
Tiempo
T°c vs T - 6 de octubre - Aislapor 2cm- Con teja
T°c Interna
T°c Externa
26,9 25
28,8 28,7
26
22,8 20,5
30
25,8
22,4
0
5
10
15
20
25
30
35
12:00:00 a.m. 06:00:00 a.m. 12:00:00 p.m. 06:00:00 p.m. 12:00:00 a.m.
Tem
per
atu
ra °c
Tiempo
T°c vs T - 7 de octubre - Aislapor 2cm-Con teja
T°c Interna
T°c Externa
74
Ilustración 34 H.R vs T- 7 de octubre - Aislapor 2cm - Con teja
Ilustración 35 T°c vs T- 8 de octubre - Aislapor 4cm - Con teja
67 70 56
57
62
81 82
53
61
76
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
12:00:00 a.m. 06:00:00 a.m. 12:00:00 p.m. 06:00:00 p.m. 12:00:00 a.m.
Hu
med
ad r
elat
iva
%
Tiempo
H.R vs T- 7 de octubre - Aislapor 2cm - Con teja
H.R. Interna
H.R. Externa
26 24 29,5
29,5
27,3
22,4 20
33,2
27,1 22
0
5
10
15
20
25
30
35
40
12:00:00 a.m. 06:00:00 a.m. 12:00:00 p.m. 06:00:00 p.m. 12:00:00 a.m.
Tem
per
atu
ra °c
Tiempo
T°c vs T- 8 de octubre - Aislapor 4cm - Con teja
T°c Interna
T°c Externa
75
Ilustración 36 T°c vs T- 9 de octubre - Aislapor 4cm - con teja
Ilustración 37 T°c vs T- 10 de octubre - Aislapor 4cm - con teja
27,2 25,7
29
28,4
26,6
21,8
21,8
32,4
25,2 22,7
0
5
10
15
20
25
30
35
12:00:00 a.m. 06:00:00 a.m. 12:00:00 p.m. 06:00:00 p.m. 12:00:00 a.m.
Tem
per
atu
ra °c
Tiempo
T°c vs T- 9 de octubre - Aislapor 4cm - con teja
T°c Interna
T°c Externa
26,6 25,3 29,1
25,5 24,6
22,7 20,8
32
21,1 20,4
0
5
10
15
20
25
30
35
12:00:00 a.m. 06:00:00 a.m. 12:00:00 p.m. 06:00:00 p.m. 12:00:00 a.m.
T°c vs T- 10 de octubre - Aislapor 4cm - con teja
T°c Interna
T°c Externa
76
Ilustración 38 H.R. vs T- 9 de octubre - aislapor 4cm- con teja
Ilustración 39 T°c vs T- 12 de octubre - Aislapor 4cm - Sin teja
73 77 65
56
66
87 91
60
61 80
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
12:00:00 a.m. 06:00:00 a.m. 12:00:00 p.m. 06:00:00 p.m. 12:00:00 a.m.
Hu
med
ad r
elat
iva
%
Tiempo
H.R. vs T- 9 de octubre - aislapor 4cm- con teja
H.R. Interna
H.R. Externa
24,7 23,9 27,2
26,1
24,5
21 21
29,6
22,7
21,3
0
5
10
15
20
25
30
35
12:00:00 a.m. 06:00:00 a.m. 12:00:00 p.m. 06:00:00 p.m. 12:00:00 a.m.
Tem
per
atu
ra °c
Tiempo
T°c vs T - 12 de octubre - Aislapor 4cm - Sin teja
T°c Interna
T°c Externa
77
Ilustración 40 T°c vs T - 13 de octubre - Aislapor 4cm - Sin teja
Ilustración 41 T°c vs T- 14 de octubre - aislapor 4cm- sin teja
24,5 23,8 27,6
25,6
23,9
21,3 20,6
30
21,5
20,4
0
5
10
15
20
25
30
35
40
12:00:00 a.m. 06:00:00 a.m. 12:00:00 p.m. 06:00:00 p.m. 12:00:00 a.m.
Tem
pe
ratu
ra °c
Tiempo
T°c vs T - 13 de octubre - Aislapor 4cm - Sin teja
T°c Interna
T°c Externa
22,4 20,9 27,1
27,2
24,7
20,3 19,3
28
23,3 21,8
0
5
10
15
20
25
30
35
12:00:00 a.m. 06:00:00 a.m. 12:00:00 p.m. 06:00:00 p.m. 12:00:00 a.m.
Tem
per
atu
ra °c
Tiempo
T°c vs T -14 de octubre - Aislapor 4cm - Sin teja
T°c Interna
T°c Externa
78
Ilustración 42 H.R vs T- 13 de octubre- aislapor 4cm- Sin teja
Ilustración 43 T°c vs T -15 de octubre - Aislapor 6cm - Sin teja
72 75
65
69
73
84 88
61
85 88
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
12:00:00 a.m. 06:00:00 a.m. 12:00:00 p.m. 06:00:00 p.m. 12:00:00 a.m.
Hu
med
ad r
elat
iiva
%
Tiempo
H.R vs T- 13 de octubre- aislapor 4cm- Sin teja
H.R. Interna
H.R. Externa
24 21,9 26,4
25,8
24,6
21,8 19,3
30,4
22,8 22
0
5
10
15
20
25
30
35
12:00:00 a.m. 06:00:00 a.m. 12:00:00 p.m. 06:00:00 p.m. 12:00:00 a.m.
Tem
per
atu
ra °c
Tiempo
T°c vs T -15 de octubre - Aislapor 6cm - Sin teja
T°c Interna
T°c Externa
79
Ilustración 44 T°c vs T -16 de octubre - Aislapor 6cm - Sin teja
Ilustración 45 T°c vs T -17 de octubre - Aislapor 6cm - Sin teja
24,4 23,1 27,2 23,9
22,5
21,7 20,1
28,9
20,8 20,4
0
5
10
15
20
25
30
35
12:00:00 a.m. 06:00:00 a.m. 12:00:00 p.m. 06:00:00 p.m. 12:00:00 a.m.
Tem
pe
ratu
ra °c
Tiempo
T°c vs T -16 de octubre - Aislapor 6cm - Sin teja
T°c Interna
T°C Externa
22,4 20,9 27,1
27,2
24,7
20,2 19
30,9
26,3 22,6
0
5
10
15
20
25
30
35
12:00:00 a.m. 06:00:00 a.m. 12:00:00 p.m. 06:00:00 p.m. 12:00:00 a.m.
Tem
per
atu
ra °c
Tiempo
T°c vs T -17 de octubre - Aislapor 6cm - Sin teja
T°c Interna
T°c Externa
80
Ilustración 46 H.R. vs T - 16 de octubre - aislapor 6cm- sin teja
Ilustración 47 T°c vs T -19 de octubre - Aislapor 6cm - Con teja
79 79 67
64
73
88 88
60
66 83
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
12:00:00 a.m. 06:00:00 a.m. 12:00:00 p.m. 06:00:00 p.m. 12:00:00 a.m.
Hu
med
ad r
elat
iva
%
Tiempo
H.R. vs T - 16 de octubre - aislapor 6cm- sin teja
H.R. Interna
H.R. Externa
22,8 22 28,2
29,2
25,8
19,8 19,8
30,5
28 23,2
0
5
10
15
20
25
30
35
12:00:00 a.m. 06:00:00 a.m. 12:00:00 p.m. 06:00:00 p.m. 12:00:00 a.m.
Tem
per
atu
ra °c
Tiempo
T°c vs T -19 de octubre - Aislapor 6cm - Con teja
T°c Interna
T°c Externa
81
Ilustración 48 T°c vs T - 20 de octubre - Aislapor 6cm - Con teja
Ilustración 49 T°c vs T -21 de octubre - Aislapor 6cm - Con teja
25,8 23,7
26,5
24,9
23,2
23,2 21,2
30,3
24,7 21,1
0
5
10
15
20
25
30
35
12:00:00 a.m. 06:00:00 a.m. 12:00:00 p.m. 06:00:00 p.m. 12:00:00 a.m.
Tem
pe
ratu
ra °c
Tiempo
T°c vs T - 20 de octubre - Aislapor 6cm - Con teja
T°c Interna
T°c Externa
23,2 22,3 26,7
26 23,9
21 21
29,3
26 21,8
0
5
10
15
20
25
30
35
12:00:00 a.m. 06:00:00 a.m. 12:00:00 p.m. 06:00:00 p.m. 12:00:00 a.m.
Tem
per
atu
ra °c
Tiempo
T°c vs T -21 de octubre - Aislapor 6cm - Con teja
T°c Interna
T°c Externa
82
Ilustración 50 H.R. vs T- 20 de octubre - aislapor 6cm - con teja
Ilustración 51 T°c vs T - 21 de octubre - Pared sola- Con teja
70 75
58 60
74
81 86
62
74
87
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
12:00:00 a.m. 06:00:00 a.m. 12:00:00 p.m. 06:00:00 p.m. 12:00:00 a.m.
Hu
med
ad r
elat
iva
%
Tiempo
H.R. vs T- 20 de octubre - aislapor 6cm - con teja
H.R. Interna
H.R. Externa
24,8 22,4
28,2
29,9
26,2
21,9 20,3
31,6
27,2 22,8
0
5
10
15
20
25
30
35
12:00:00 a.m. 06:00:00 a.m. 12:00:00 p.m. 06:00:00 p.m. 12:00:00 a.m.
Tem
per
atu
ra °c
Tiempo
T°c vs T - 21 de octubre - Pared sola- Con teja
T°c Interna
T°c Externa
83
Ilustración 52 T°c vs T - 22 de octubre - Pared sola- Con teja
Ilustración 53 T°c vs T - 23 de octubre - Pared sola- Con teja
26 23,2
29,4
31,9
27,1
22,6 20
32,1
27,2
23,1
0
5
10
15
20
25
30
35
40
12:00:00 a.m. 06:00:00 a.m. 12:00:00 p.m. 06:00:00 p.m. 12:00:00 a.m.
Tem
per
atu
ra °c
Tiempo
T°c vs T - 22 de octubre - Pared sola- Con teja
T°c Interna
T°c Ëxterna
27 24,8 29,9
30,5
26
23 21,4
31,3
26,8 22
0
5
10
15
20
25
30
35
12:00:00 a.m. 06:00:00 a.m. 12:00:00 p.m. 06:00:00 p.m. 12:00:00 a.m.
Tem
per
atu
ra °c
Tiempo
T°c vs T - 23 de octubre - Pared sola- Con teja
T°c Interna
T°c Externa
84
Ilustración 54 H.R. vs T - 22 de octubre- pared sola - con teja
La valoración térmica obtenida, por las evaluaciones de las soluciones que se mostraron en las
ilustraciones de la 27 a la 54. Indican, que para la variable de respuesta de humedad relativa
interna, la solución más aproximada a la necesidad es el espesor de 6cm y teja, teniendo estos
como los mejores rangos (ver Ilustración 54), a pesar de que en esta fecha el clima fue lluvioso
en las horas de las tarde, para la variable de respuesta temperatura interna, la solución optima a la
necesidad son las de espesor de 6cm y 4 cm con teja, ya que presentan rangos de confort óptimos
entre 23°c y 26°c como se observa en las Ilustración 40 Ilustración 49, con estos resultados se
determina que en la alcoba 1 de las medidas, como las que se observaron en Ilustración 15, el
aislapor y la teja son unbuena solución para mejorar el índice de confort térmico.
64 70 60
51
62
78 83
58
66
78
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
12:00:00 a.m. 06:00:00 a.m. 12:00:00 p.m. 06:00:00 p.m. 12:00:00 a.m.
Hu
med
ad r
elat
iva
%
Tiempo
H.R. vs T - 22 de octubre- pared sola - con teja
H.R. Interna
H.R. Externa
85
Para confirmar lo anterior y probar la hipótesis planteada, se realizó el análisis de varianza y
grafico de interacciones. Estos resultados fueron arrojados por el diseño de experimentos
planteado para este tratamiento.
En la Tabla 12, se presenta el análisis de varianza de los diseños factoriales, los cuales cumplen
con los supuestos sobre el error, tanto de normalidad como de homogeneidad (anexo A).
En el análisis de varianza se halló que a niveles de significancia mayores de 0.249, no se rechaza
la hipótesis nula de interacción no significativa entre los factores considerados, indicando que no
hay dependencia entre estos factores en todas las variables de respuesta considerados. Con
respecto a los efectos principales espesor y teja, los resultados son los siguientes:
Para la variable HRE%: ambos son significativos a niveles menores de 0.017.
Para la variable HRI%: ambos son significativos a niveles menores de 0.002.
Para la variable TEMPE%: solo es significativa el efecto de la teja (0.012), mientras que
a un nivel de significancia de 0.049 el espesor no lo es.
Para la variable TEMPI%: ambos son significativos a niveles menores de 0.011.
Otro aspecto importante, es el valor de la suma de cuadrados de los tratamientos, para todas las
variables de respuesta, es mucho más grande que la suma de cuadrados de los errores, esto
significa que se realizó un buen control del experimento. (Tabla12), este mismo resultado se
evidencia con el valor de los R2, (76.5%, 55.22%, 56.5% y 72.28% respectivamente, estos
valores son el porcentaje de variabilidad explicada por los factores y las interacciones
consideradas.
86
Tabla 12 Análisis de varianza Andamios rígidos, variables HRE % HRI % TEME °c
TEMPI °c.
HRE% HRI%
Fuente G.L SC F P-VALOR G.L SC F
P-
VALOR
ESPESOR 3 478,12 13,47 0,000 3 192,75 9,04 0,001
TEJA 1 84,37 7,13 0,017 1 106,04 14,9 0,002
ESPESOR*TEJA 3 53,79 1,52 0,249 3 31,77 1,49 0,258
Error 16 189,33 16 106,67
TEMPR TEMPI
Fuente G.L SC F P-VALOR G.L SC F
P-
VALOR
ESPESOR 3 15,838 3,27 0,049 3 23,908 10,4 0.000
TEJA 1 13,054 8,08 0,012 1 6,304 8,2 0,011
ESPESOR*TEJA 3 4,665 0,96 0,434 3 1,865 0,81 0,508
Dado que tanto el espesor como la teja presenta efectos significativos, es decir, sus niveles
ejercen un efecto distinto sobre la variable de respuesta de manera independiente, (HRE%,
HRI%, TEMPE (solo teja) y TEMPI) se realizó una prueba postanova de Tukey (tabla 13), en la
87
cual se halló los siguientes resultados a un nivel de significancia del 5% (tabla 13, figura 1 a, b,
c. d):
Para la variable HRE%, es posible recomendar el espesor 1 o el 4 porque tienen el
mismo efecto sobre la respuesta HRE%. Mientras que para el efecto de la teja, son
distintos el efecto, siendo mejor para teja=2.
Para la variable HRI%, es posible recomendar el espesor 4 o el 3 o 1, porque tienen el
mismo efecto sobre la respuesta HRI%. Mientras que para el efecto de la teja, son
distintos el efecto, siendo mejor para teja=2.
Para la variable TEMPE, es posible aplicar cualquiera de los espesores, porque todos
tienen el mismo efecto sobre la respuesta (siendo el mayor espesor 2). Mientras que para
el efecto de la teja, son distintos el efecto, siendo mejor para teja=2..
Para la variable TEMPI, es posible recomendar el espesor 1 o el 2, porque tienen el
mismo efecto sobre la respuesta TEMPI. Mientras que para el efecto de la teja, son
distintos el efecto, siendo mejor para teja=1.
88
Tabla 13 Prueba de Tukey, para Térmico. Variable HRE%, HRI%, TEMPE y TEMPI
HRE%
HRI%
ESPESOR N Media Agrupación
ESPESOR N Media Agrupación
1 6 59,000 A
4 6 59,670 A
4 6 56,667 A B
3 6 57,5 A
3 6 51,167 B C
1 6 55,33 A B
2 6 47,667 C
2 6 51,5 B
TEJA N Media Agrupación
TEJA N Media Agrupación
2 12 55,5 A
2 11 58,1667 A
1 12 51,75 B
1 12 53,8333 B
TEMPR
TEMPI
TEJA N Media Agrupación
ESPESOR N Media Agrupación
1 12 32,87 A
1 6 30,870 A
2 12 31,39 B
2 6 30,08 A B
3 6 29,067 B C
4 6 28,23 C
TEJA N Media Agrupación
1 12 30,07 A
2 12 29,05 B
89
Ilustración 55 Grafica de efectos principales, variable HRE%, HRI%, TEMPE y TEMPI
90
6.2.2 Valoración acústica
La valoración acústica se realizo el día 19 de octubre de 2015, para lo cual se tomaron las
mediciones en base a la norma técnica colombiana NTC 4945, por medio de la cual surgen las
siguientes ilustraciones.
En la gráfica se observan tres líneas, donde LAE hace referencia a un promedio conocido
como Nivel sonoro equivalente continuo. LATmax, es la medición en ponderación A con tiempo
de integración T y finalmente LAF el cual se refiere a la medición en ponderación A configurado
en Fast (es decir, mediciones cada 125ms).
Ilustraciones para el aislapor de 2cm de espesor.
Ilustración 56 mediciones con perturbaciones de la fuente esférica en pared lateral
91
Ilustración 57 Medición con sonómetro con perturbación en pared lateral
En estos análisis toma importancia la LAF, debido a que la ponderación A hace referencia a la
escucha del ser humano. Por tanto se observa que el ruido en el interior de la alcoba ante la
perturbación de un agente externo subió un aproximado 20dB con respecto al ruido ambiente
natural, manteniéndose en un promedio de 61,5 dB según el L90.
Ilustración para aislapor de espesores de 4 y 6 cm
Ilustración 58 Mediciones de sonómetro y de perturbación de la fuente
92
Se observa que el ruido en el interior de la alcoba ante la perturbación del agente externo
genera una reducción promedio de 21 dB según L90.
Según los datos obtenidos, observamos en la Ilustración 59, que el material utilizado a pesar
de tener propiedades intrínsecas buenas para reducir niveles sonoros, no genero mayor reducción
que la de la valoración inicial, esto se puede explicar, por pequeñas aberturas las cuales generan
filtraciones, disminuyendo el confort acústico en la alcoba, la solución de la teja, no genera
ningún efecto.
Ilustración 59 Nivel sonoro de inmisión
Para esto tenemos los resultados, los cuales prueban la hipótesis planteada, la cual se realiza
bajo un análisis de varianza y grafico de interacciones, estos resultados fueron arrojados por el
diseño de experimentos planteado para este tratamiento.
18
18,5
19
19,5
20
20,5
21
21,5
espesor 0cm espesor 2cm espesor 4cm espesor 6cm
Niv
el s
on
oro
dB
Nivel sonoro de inmision
con teja
sin teja
93
Para el análisis de la variable delta dB, se halló que no hay un efecto por la teja, como se puede
observar los valores de Tm permanecen constante ante la variación de la teja, dado estos
resultados la condición optima con relación al espesor es del aislapor de 4cm, debido a que el
espesor de 6cm aumenta los costos y genera el mismo efecto.
Ilustración 60 Interacción para dB
94
6.2.3 Valoración lumínica
Para la valoración lumínica se tomaron 3 datos, durante 5 días, en los datos obtenidos se genera
un efecto positivo por la solución propuesta, como puede ver en la siguiente ilustración.
Ilustración 61 Unidad de medida Lux (Lx) en la alcoba #1 con teja
La alcoba en las horas de la mañana y medio día, presento una reducción del nivel de
iluminación, gracias a esto, se mejora el confort lumínico, ya que dado el caso que habitaran
personas, no tendrían mucho esfuerzo visual, al momento de entrar a la alcoba o salir de ella.
1080
900
200
1051
870
90
1750
1000
80
600
1000
200
500
850
180 0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
1800
2000
1
Unidad de medida Lux (Lx) en la alcoba #1 con teja
lunes 9:00 am
Lunes 12:00
Lunes 4:00 pm
Martes 9:00 am
Martes 12:00
Martes 4:00 pm
Miercoles 9:00 am
Miercoles 12:00
Miercoles 4:00 pm
Jueves 9:00 am
Jueves 12:00
Jueves 4:00 pm
Viernes 9:00 pm
Viernes 12:00
95
Para esto tenemos los resultados, los cuales prueban la hipótesis planteada, la cual se realiza
bajo un análisis de varianza y grafico de interacciones, estos resultados fueron arrojados por el
diseño de experimentos planteado para este tratamiento.
En la Tabla 14, se presenta el análisis de varianza de un diseño factorial, este no cumple con el
supuesto de normalidad sobre los residuales, por lo cual fue necesario realizar una trasformación
de la variable luz, y se aplicó (lux^0.03)s, lográndose que se cumpliera los supuestos tanto de
normalidad como de homogeneidad (anexo A).
En el análisis de varianza se halló que a niveles de significancia mayores de 0.056, no se rechaza
la hipótesis nula de interacción no significativa entre los factores considerados, indicando que no
hay dependencia entre estos factores, por lo tanto, se pasó analizar los efectos principales,
obteniendo que tanto la teja como en los niveles de hora hay diferencias significativas (p-valor
0.000).
Otro aspecto importante, es el valor de la suma de cuadrados de los tratamientos, para todas las
variables de respuesta, es mucho más grande que la suma de cuadrados de los errores, esto
significa que se realizó un buen control del experimento. (Tabla 14), este mismo resultado se
evidencia con el valor de los R2, que fue de 87.6%.
96
Tabla 14 Anova de la Lux, luminosidad.
Fuente GL SC F
P-
VALOR
TEJA 1 0,003651 0,00365 0.000
HORA 2 0,022265 0,01113 0.000
TEJA*HORA 2 0,001092 0,00055 0,056
Error 24 0,004015 0,00017
Total 29 0,031023
Dado que tanto la teja como la hora presenta efectos significativos, es decir, sus niveles ejercen
un efecto distinto sobre la variable de respuesta de manera independiente, se realizó una prueba
postanova de Tukey (tabla 15), en la cual se halló los siguientes resultados a un nivel de
significancia del 5% (Tabla 15, Ilustración 62)
Para el efecto de la teja, es mejor la 2. La hora en que hay mayor luminosidad es hora =1 o 2.
(Ilustración 62).
97
Tabla 15 Análisis postanova. Variable lux.
TEJA N Media Agrupación
2 15 1116,400 A
1 15 690,07 B
HORA N Media Agrupación
1 10 1417 A
2 10 1019,7 A
3 10 273 B
Ilustración 62 Grafica de efectos principales. Variable luminosidad
98
La valoración lumínica obtenida, nos muestra que para la vivienda presenta buenas
condiciones visuales con la teja, por lo cual se redujeron los niveles de iluminación en horas
tempranas, la luz (característica natural) y la visión (característica personal) se complementan,
el ser humano recibe información sensorial y se considera que el 50% de esta información
recibida es de tipo visual y tiene como origen primario la luz. Los beneficios que pueden tener
los posibles habitantes de la vivienda son, agudeza visual, campo visual adecuado, poder
distinguir correctamente las formas, colores y que todo esto se haga fácilmente y sin presentar
fatiga, por lo cual se asegure el confort visual permanente en las horas que el sol incida en la
vivienda. (NTP 211, 198+)
99
7 CONCLUSIONES
Se logro realizar el diagnostico de la vivienda ubicada en la universidad de San Buenaventura,
como se pudo evidenciar en los estudios del mismo, en el cual se obtuvieron buenos índices de
confort, aportando sensaciones de comodidad y salud.
Las soluciones de confort se plantearon en base en los resultados arrojados por el diagnostico
los cuales, fueron corroborados por el diseño experimental
Con respecto al índice de confort acústico, este se vio afectado negativamente por las
aberturas de la alcoba en la parte del techo, las cuales están así desde el momento de la
construcción, estas aberturas a pesar de ser pequeñas, generan un confort mediocre en la alcoba,
teniendo en cuenta que la casa, se diseño para estar ubicada en mitad de cuadra.
Las propiedades de confort térmico y lumínico incrementaron con la implementación de las
soluciones propuestas, generando comodidad y bienestar dentro de la alcoba. Se logro establecer
espesores adecuados con el aislapor y la veracidad del uso de la teja, para mantener la alcoba con
porcentajes de humedad relativa acorde con la temperatura, y así evitar tantos problemas de
salud, como daños al interior de la vivienda.
La condición optima de las soluciones fueron aislapor de 4cm y con teja ajozinc, dado que
satisfacen las variables de confort estudiadas mejoran TEMPI, HRI, niveles de iluminación y
generando reducción de niveles sonoros dB,
100
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103
ANEXOS
Anexo A:
Validación de supuestos TERMICO (HRR%)
Normalidad RESIDUAL1
Homogeneidad de varianzas se cumple a un nivel de significancia de 0.895 (prueba de
levene
104
HRI%
Homogeneidad de varianzas se cumple a un nivel de significancia de 0.869
Validación de supuestos: TEMPE
Homogeneidad de varianzas se cumple a un nivel de significancia de 0.765
105
Validación de supuestos variable TEMPI
Homogeneidad de varianzas se cumple a un nivel de significancia de 0.915
Validación de supuestos: Lumínico
Normalidad
106
Homogeneidad de varianzas se cumple a un nivel de significancia de 0.533
Validación de supuestos: Acústica
Normalidad