Examinando por Materia "Temperatura operativa"

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    PublicaciónAcceso abierto
    Beneficios de los árboles en el confort térmico de las viviendas
    (Universidad EIA, 2021) Gómez Arias, Valentina; Soto Estrada, Engelberth
    RESUMEN: El aumento de la temperatura en las grandes ciudades del mundo debido al cambio climático y a las islas de calor urbanas está generando diversos problemas de salud en la población. Una de las posibles alternativas de adaptación y mitigación de este fenómeno ha sido incrementar las zonas verdes que ayuden a disminuir las temperaturas y aporten otros beneficios a la infraestructura urbana. El confort térmico es una variable que sirve para definir si los habitantes de un lugar se sienten cómodos en determinados ambientes y también pueden dar pistas sobre posibles problemas de salud que aumentan con el incremento de las temperaturas en las ciudades. En Medellín se han realizado pocos estudios acerca de este tema, dando con resultado que una gran cantidad de viviendas tienen un déficit en las condiciones que brindan confort y esto podría generar problemas de salud a largo plazo, por lo que se requiere estudiar más a fondo la problemática en la ciudad y posibles soluciones como el arbolado urbano. En este trabajo de grado se propuso medir el confort térmico por medio del cálculo de la temperatura operativa y la comparación de los modelos teóricos de PMV y PPD con los resultados de encuestas a habitantes de dos casos de estudio comparando viviendas con y sin vegetación alrededor. Se encontró en el caso de estudio 2 que el árbol disminuyó en 1°C la temperatura operativa en comparación al apartamento sin árbol, además el apartamento con este árbol tiene mejor desempeño térmico con un desfase térmico de hasta 4 horas y una amortiguación promedio de 2,1°C.
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    Beneficios de los corredores verdes en el confort térmico de las unidades de vivienda en Medellín y Envigado
    (Universidad EIA, 2023) Londoño Sierra, Andrea; Salazar Caparroso, Valentina; Soto Estrada, Engelberth
    RESUMEN: el fenómeno conocido como la Isla de Calor Urbana (ICU) ocurre en grandes ciudades de todo el mundo, donde las temperaturas en áreas urbanas son más altas que en las zonas rurales circundantes. Esto puede tener impactos negativos en la salud y el confort térmico de los habitantes, además de aumentar el consumo de energía en los edificios. Para mitigar los efectos de las ICU, se han implementado soluciones verdes en muchas ciudades, como el uso de techos que pueden reducir la temperatura del aire. También, se ha incrementado la vegetación urbana; lo que mejora la calidad del aire al disminuir la temperatura y aumentar la humedad. En el Área Metropolitana del Valle de Aburra (AMVA) se han adoptado soluciones verdes como la construcción de más parques y siembra de arbolado urbano. Actualmente, se está implementando el uso de corredores verdes como una solución efectiva para mejorar la calidad del aire, reducir el efecto de la ICU y mejorar la sensación térmica de los espacios. Sin embargo, su implementación es un proceso complejo que requiere planificación, considerando el diseño del corredor, la selección de plantas, la creación de senderos y otros elementos adicionales. Además, el mantenimiento de los corredores puede ser costoso y requiere personal capacitado. Desafortunadamente, la construcción de infraestructuras y proyectos urbanos degrada los corredores verdes. Con el objetivo de evaluar los beneficios de los corredores verdes en áreas con altas temperaturas, se realizó una investigación comparando viviendas cercanas y alejadas de un corredor verde en diferentes zonas del AMVA. Para esto, se instalaron equipos de medición de temperatura, se analizaron variables térmicas y se realizaron encuestas de confort térmico para evaluar la satisfacción de los habitantes. También, se realizó una modelación en 3D de las viviendas seleccionadas para analizar la eficiencia energética y el confort térmico en las viviendas. La investigación reveló que los corredores verdes benefician significativamente el confort térmico de las viviendas cercanas contribuyendo al cumplimiento de los estándares establecidos por la ASHRAE, ISO y NTC. Sin embargo, se identificó que factores locales como la orientación de la vivienda, los materiales expuestos a la radiación solar como los grandes ventanales; tienen una mayor influencia que los corredores verdes, desvalorizando el aporte térmico de estos. El análisis de consumo energético realizado demostró que la implementación de corredores verdes en la ciudad ofrece un importante beneficio económico en términos de ahorro energético. El análisis se modeló en 0.5 km del corredor verde de la Avenida Bolivariana, y se estimó un ahorro anual de $139.781.503,94 COP en costos energéticos en comparación con un tramo sin corredor verde. Es importante destacar que este análisis solo consideró 500 metros de corredor verde, lo que indica que los beneficios, económicos, sociales y ambientales podrían ser aún mayores si se implementa a lo largo de la red vial del AMVA.
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    Desempeño térmico de los materiales utilizados en la construcción de escuelas rurales en los municipios del Santuario y Amagá Antioquia
    (Universidad EIA, 2023) Cárdenas Ríos, Luis Fernando; Soto Estrada, Engelberth
    RESUMEN: Las escuelas rurales y urbanas de los municipios presentan características en cuanto a diseño y construcción que las convierten en estructuras con una alta vulnerabilidad ante los cambios en el comportamiento de las condiciones de la temperatura externa porque estos centros educativos suelen estar deteriorados, principalmente en los elementos que cubren su estructura como lo son ventanas, puertas, muros y cubierta. Sumado a lo anterior, están construidas con materiales cuyas propiedades no son adecuadas para garantizar un confort térmico al interior, convirtiéndose en espacios con temperaturas altamente fluctuantes no acordes con la normativa vigente y elevando así los índices de insatisfacción expresado por los usuarios. El estudio consistió en un análisis a través de la medición y cálculo de variables que guardan relación directa con el confort térmico y posteriormente una modelación para el caso de estudio menos favorable luego de los datos recolectados tras 17 días (en las escuelas Valle de María, Ermiro Kastos e Institución Educativa José María Córdoba) y 20 días (en la escuela La Serranía) de medición en campo. El análisis se basó en una metodología para recolectar datos medibles en campo y así, llevar a cabo los diagnósticos de los diferentes centros educativos propuestos, luego se desarrolló y validó un modelo por medio del software IDA ICE del cual se obtuvo que la temperatura operativa de los espacios examinados estaba, la mayor parte del tiempo, por fuera de la zona establecida en el estándar 55 de la ASHRAE. Finalmente, se determinaron los costos para el escenario con la mejor alternativa en cuanto a comportamiento, amortiguación y desfase térmico. El trabajo demostró que por medio de la integración de un conjunto de materiales como la fibra de vidrio y drywall para los muros, poliestireno expandido y drywall para la cubierta, piso vinílico y reparación de ventanas y su protección; es posible mejorar considerablemente las condiciones actuales de la estructura del aula de clase.
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    Desempeño térmico en la envolvente de la biblioteca de la universidad EIA
    (Universidad EIA, 2022) Londoño Herrera, Valeria; Peña Correa, Sofia; Soto Estrada, Engelberth
    RESUMEN: En la Universidad EIA sede Palmas, Envigado, se encuentra el edificio de la biblioteca que se posee un sistema de climatización implementado, principalmente, para generar una sensación térmica más cómoda y confortable al interior de las instalaciones, esto debido a las bajas temperaturas presentadas en la zona. La biblioteca de la Universidad EIA consume un 38% de energía mensualmente y no ofrece confort térmico al 100% del tiempo ya que los usuarios de esta edificación manifestaron inconformidad frente a la sensación térmica percibida en las instalaciones. En este proyecto se analizaron diversas alternativas para mejorar el desempeño térmico y reducir el gasto energético. Se encontró que la modificación de la envolvente implementando una fachada ventilada o doble piel con el material Optifloat Grey podría incrementar su desempeño térmico. Para este análisis inicialmente se realizó una toma de toma de datos mediante instrumentación para posteriormente modelar el comportamiento térmico de la edificación actual y de las alternativas propuestas con el fin de seleccionar la alternativa más optima y eficiente, todo esto basado en el Estándar 55 ASHRAE y la norma ISO 7730.
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    Factibilidad de fachadas verdes en edificios de oficinas en Medellín
    (Universidad EIA, 2023) Roldán Londoño, Sofía; Soto Estrada, Engelberth
    RESUMEN: En la ciudad de Medellín cada vez hay más edificios de oficinas que cuentan con fachadas de vidrio, este material se ha mostrado que no es muy eficiente térmicamente hablando y si a esto se le suma la temperatura templada de la ciudad se vuelve imperativo el requerimiento de uso de aires acondicionados en cada una de las oficinas. Este trabajo se basó en estudiar los beneficios energéticos que podría traer la implementación de las fachas verdes en términos de ahorros tanto energéticos como económicos para edificios de oficinas. Por esto, se modeló el desempeño térmico de las oficinas de una empresa seleccionadas como caso de estudio, las cuales se localizan en el edificio Milla de Oro, simulándose fachadas verdes para poder observar un aproximado de cuánto implicaría este ahorro energético. Por otra parte, también se evaluó la implicación económica que tendría la aplicación de fachadas verdes para evaluar finalmente si en efecto estas representaban una ventaja para los usuarios teniendo presente todos los requerimientos que se verían involucrados al construir la fachada vertical, tales como su instalación, su manejo y su mantenimiento. Se encontró que, pese a que las fachadas verdes sí representan grandes ahorros energéticos debido a su costo no son tan favorables, mientras que existen otro tipo de aislamientos pasivos que también generan beneficios energéticos y no implican costos tan elevados, tales como el uso de cortinas.
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    Incremento del confort térmico en viviendas construidas con materiales ligeros
    (Universidad EIA, 2020) Cortes Navarro, Heidy Vanessa; Muñoz Giraldo, Andrea Carolina; Soto Estrada, Engelberth
    RESUMEN: En la ciudad de Medellín las viviendas construidas con materiales ligeros (balso, tejas de zinc) no brindan suficiente confort térmico, es por esto que el presente trabajo apuntó a explorar alternativas económicas para mejorar las condiciones térmicas de viviendas construidas con materiales ligeros, basándose en un estudio previo realizado por el grupo de investigación SITE de la universidad EIA a una casa de estrato 1 ubicada en la vereda Granizal del municipio de Bello. El análisis se basó en una metodología de estudio cuantitativa-cualitativa con la que se determinó el comportamiento térmico de la vivienda, de la cual se obtuvo que la temperatura operativa de los espacios examinados esta la mayor parte del tiempo, por fuera de la zona de confort establecida en la estándar 55 ASHRAE (2013). El análisis índico que el aislamiento en la envolvente de la vivienda mejora la sensación térmica para las temperaturas operativas altas y bajas. Durante los picos de temperatura operativa se presenta una disminución del 26% al utilizar aislamiento de yeso, 29% al utilizar poliestireno expandido y del 15% al utilizar placas de madera en muros y techo. En las bajas temperaturas operativas se presenta un aumento de 33% debido al aislante de yeso, 24% por el poliestireno expandido y del 27% por las placas de madera.
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    Influencia de la orientación y los materiales de las fachadas en el desempeño térmico de una edificación de vivienda en altura en la ciudad de Medellín. Caso de estudio, edificio Pinares del Castillo
    (Universidad EIA, 2021) Gomez Marulanda, Daniel; Soto Estrada, Engelberth
    RESUMEN: En este proyecto se estudia el desempeño térmico de las fachadas construidas en mampostería de arcilla de dos edificios de vivienda del conjunto residencial Pinares del Castillo ubicado en la ciudad de Medellín, donde los habitantes expresan constantemente su inconformidad con el ambiente térmico debido a sobrecalentamiento. Para esto, se realizó el diagnóstico del desempeño térmico que brindan las fachadas a las edificaciones mediante mediciones en 3 apartamentos diferentes basándose en lo establecido por las normas ASHRAE 55:2017, ISO 7730:2005 y NTC 5316:2004. El primero con dirección esteoeste, el segundo con dirección norte-sur y adicionalmente cuenta con fachada hacia el este, y el tercero también tiene orientación norte-sur, pero cuenta con fachada adicional hacia el oeste, en los cuales se encontró, gracias al apoyo en la modelación térmica, que los tres casos presentan problemas de sobrecalentamiento, pero siendo el caso 1 el más desfavorable y se debe en gran medida a la orientación este-oeste que presenta. Para el planteamiento de la solución del problema se consideraron los métodos mayormente utilizados en rehabilitación térmica de fachadas que son los sistemas de aislamiento térmico por el exterior (SATE), fachadas ventiladas, aislamiento por el interior, aislamiento en cámara de aire, además, se tuvieron en cuenta también los sistemas de sombreados de ventanas como persianas exteriores, persianas interiores y toldo. Con ello, se obtuvo que las persianas exteriores son las que brindaron mejores prestaciones, reduciendo la temperatura operativa máxima en el interior para el caso 1 en 4,15°C, para el caso 2 en 0,2°C, y para el caso 3 en 1,85°C, logrando condiciones de confort térmico para los ocupantes de los diferentes inmuebles.
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    Sistema de aislamiento de bajo costo para cubiertas de teja de barro en el Valle de Aburrá
    (Universidad EIA, 2019) Murillo Montes, Catalina; Sánchez Gil, Susana; Soto Estrada, Engelberth
    In this work, thermal insulation systems were investigated to improve the performance of roofs built with clay tiles. The analysis was based on the calculation of the operating temperature and thermal modeling of a case study in the city of Medellín. The methodology was divided into four stages. Initially, the thermal performance of the case study was diagnosed, then the feasible alternatives for roof insulation were identified, then a model was developed using the IDA ICE software to simulate the chosen insulation systems and finally, the best alternative was determined to improve the thermal performance of the building. The analysis showed that it is possible to improve the performance of this type of roofs with extruded polystyrene by 1.74%. However, it was also observed that this is not sufficient to achieve adequate levels of comfort, being necessary to consider other measures such as the protection of windows to reduce solar radiation, the change of floor to ceramic tiles and the change of orientation of the housing, to achieve a reduction of 5.44%.