Examinando por Materia "Thermal comfort"

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    Aporte de los escudos verdes al confort térmico en viviendas vis en la ciudad de Medellín
    (Universidad EIA, 2019) Arango Hernández, Felipe; Guevara Betancur, Daniela; Soto Estrada, Engelberth
    Al hablar de desarrollo sostenible se hace referencia a la gran importancia de asegurar las necesidades del presente sin perjudicar a las generaciones futuras. Dentro de los diferentes problemas que enfrenta la sociedad actual se encuentran el cambio climático y el consumo de energía. Una de las soluciones planteadas para combatir dichos problemas es la arquitectura verde, las envolventes verdes han demostrado mejorar el desempeño térmico de las edificaciones y, en consecuencia, reducir su consumo energético. En Colombia las investigaciones en este tema son escasas. Debido a esto, en este trabajo se investigó el beneficio que tienen los escudos verdes en el confort térmico al interior de una edificación. Se realizó una modelación térmica con base en datos tomados de un caso de estudio en la ciudad de Medellín para exponer cuantitativamente, los beneficios que brindan las fachadas verdes. Finalmente, a partir de los datos obtenidos y el modelo realizado, se propuso una solución de vivienda de interés social para mejorar el confort térmico de sus habitantes. Adicionalmente, se propuso una solución para VIS, ya que gran parte de la población vive en este tipo de vivienda y se ha evidenciado que presentan problemas generalizados de confort térmico.
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    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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    Estudio de alternativas de una envolvente urbana que permita mitigar el efecto isla de calor y su incidencia sobre el confort y el medio ambiente
    (Universidad EIA, 2016) Palau Flórez, Daniel; Atehortúa Castillo, Ángela María
    La economía colombiana ha tenido una transformación drástica durante el último siglo, pasando de ser netamente agrícola a tener un grado de industrialización. Dado que la industrialización inicio a desarrollarse a comienzos del siglo XX, a causa de los beneficios que brindaron la primera guerra mundial, la expedición de leyes proteccionistas y la ampliación del mercado por un aumento de los ingresos en las zonas cafeteras. Esto género en la ciudad de Medellín el inicio de la fabricación de telas, con empresas tales como Fabricato y Coltejer, así como Posada Tobón como compañía dedicada a la producción de bebidas no alcohólicas y Coltabaco, por enumerar algunos ejemplos (Universidad de Antioquia, 2010). Ante dicho cambio aumentaron los asentamientos de población urbana alrededor de las nuevas industrias florecientes, en donde el aumento de la densidad poblacional de forma acelerada y repentina generó un aumento en la demanda requerida de viviendas. Esto desemboco en la construcción acelerada de edificaciones para dicho fin, lo cual ha generado efectos como la isla de calor. Dicho efecto se presenta al cambiar zonas verdes por estructuras masivas que emplean materiales con ciertas propiedades termofísicas que promueven el aumento de la temperatura de una región dada, teniendo como consecuencia un aumento en el consumo energético, en las emisiones de gases de efecto invernadero y propiciando problemas de insalubridad y en consecuencia el disconfort para la población. Este trabajo de grado está enfocado en la comparación a través de un enfoque prescriptivo a través de la comparación de datos obtenidos de series históricas de comportamientos térmicos en la ciudad de Medellín con datos obtenidos del montaje de un experimento físico, en donde se busca evaluar la incidencia del cambio de materiales de la envolvente de un espacio urbano en el efecto de isla de calor, con el objetivo de evaluar diferentes alternativas que permitan mitigar este efecto y tener elementos de juicio para la toma de decisiones en el momento de utilizar determinados materiales en la envolvente constructiva urbana en la ciudad de Medellín.
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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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    Mejoramiento del desempeño térmico de las aulas de clase del Centro Educativo Instituto Unibán de Apartadó, Antioquia
    (Universidad EIA, 2024) Carvajal Angarita, Esaú; Duarte Urán, Sebastián; Soto Estrada, Engelberth
    RESUMEN: El presente trabajo se enfocó en analizar el comportamiento térmico de cuatro aulas de clase del Instituto Unibán en Apartadó, una región de clima tropical con temperaturas que superan los 31°C. El objetivo principal fue mejorar el desempeño térmico de las aulas mediante el análisis de diferentes materiales y la implementación de soluciones que minimizarán la carga térmica en el interior de los espacios. La investigación partió del reconocimiento de que altas temperaturas en el entorno educativo afectan negativamente el rendimiento académico y el bienestar de los estudiantes. En este contexto, se diagnosticaron las condiciones térmicas de cuatro aulas mediante la instrumentación con equipos de medición que registraron datos en distintos momentos del día. La metodología empleada consistió en la construcción de un modelo digital de las aulas típicas utilizando el software EnergyPlus, el cual se basó en la información recopilada mediante mediciones en campo. A través de este software, se simuló el comportamiento térmico de los espacios, analizando la demanda energética, las condiciones de confort interior y el impacto de diferentes materiales de aislamiento en la reducción de la carga térmica. En este proceso, se llevó a cabo un análisis de sensibilidad que permitió evaluar los principales elementos que componen los salones, como pisos, muros, techos y ventanas, identificando las variables más influyentes en el confort térmico. Posteriormente, se exploraron diversas soluciones de aislamiento térmico y, además, se consideraron estrategias complementarias para mejorar la temperatura operativa, buscando reducir la radiación solar directa y optimizar la ventilación. Finalmente, se llevó a cabo un análisis de viabilidad económica mediante un análisis de precios unitarios (APU), evaluando el costo-beneficio de la alternativa que mejoraba en mayor medida el confort térmico de las aulas. Este enfoque integral permitió seleccionar la solución óptima para optimizar las condiciones térmicas en los espacios, asegurando que se alcanzaran niveles de confort adecuados para los usuarios. De esta manera, se garantizó no solo una mejora en la temperatura interior, sino también un entorno más agradable y saludable para los estudiantes. Los resultados del análisis revelaron que la incorporación de ventanas de alta eficiencia energética, junto con la integración de elementos de vegetación, puede mejorar significativamente el confort térmico en las aulas. Las ventanas actualizadas, diseñadas para limitar la entrada de radiación solar directa, contribuyeron a mantener temperaturas más agradables en el interior. Por otro lado, la vegetación circundante proporcionó sombra adicional, minimizando la carga térmica sobre las superficies exteriores de la edificación. La alternativa seleccionada no solo demostró ser económicamente viable, sino que también ofreció beneficios significativos en términos de aislamiento térmico y confort. Al reducir la temperatura interna y mantener condiciones más agradables, se creó un ambiente propicio para el aprendizaje, al tiempo que se disminuyó la dependencia de sistemas de refrigeración, lo que a su vez favoreció una gestión más sostenible del espacio.
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    Mejoramiento del desempeño térmico en viviendas de estrato 1: caso de estudio vivienda ubicada en San Félix
    (Universidad EIA, 2021) Lopera Botero, Felipe; Rivas Cardona, Samuel; Soto Estrada, Engelberth
    RESUMEN: Las viviendas de niveles socioeconómicos bajos presentan una alta vulnerabilidad ante los cambios de las condiciones del medio externo principalmente porque estos hogares suelen estar construidos con materiales cuyas propiedades no son adecuadas para que se presente un ambiente de confort al interior, lo cual hace que las temperaturas sean altamente variables y esto eleva los índices de insatisfacción. El estudio consistió en un análisis a través del cálculo de variables e indicadores relacionados con el confort térmico y una modelación para un caso de estudio. La metodología de la investigación consistió primero en recopilar los datos en campo para llevar a cabo el diagnóstico de la vivienda, luego se desarrolló y validó un modelo utilizando el programa IDA ICE para a continuación realizar el análisis de alternativas. Finalmente, se determinaron los costos para los escenarios que mostraron resultados más positivos para seleccionar la solución más adecuada en un balance costo-beneficio. La investigación demostró que a través de un sistema combinado de refuerzo térmico en muros a base de frescasa y en cubierta con poliestireno extruido se pueden mejorar considerablemente las condiciones actuales de una vivienda de estrato 1.
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    Propuesta de diseño para la adecuación de los bloques B Y C de la Universidad EIA, Sede Las Palmas, en términos de eficiencia energética y confort térmico
    (Universidad EIA, 2020) Castrillón Gallego, Carlos David; Lopera Giraldo, Sebastián; Atehortúa Castillo, Ángela María
    RESUMEN: El proyecto de diseño de propuestas de adecuaciones para mejorar el confort térmico y la eficiencia energética para reducir las emisiones de la Universidad EIA, sede las Palmas busca proponer soluciones al problema de confort térmico de la misma. La idea es buscar alternativas que brinden una solución al problema y que a la vez presenten un ahorro a largo plazo para la universidad, pues estas soluciones se llevarían a cabo teniendo en cuenta normativas de construcción sostenible y utilización de materiales con las características térmicas correctas para este tipo de trabajo. Además, su finalidad es mejorar la eficiencia energética de la universidad desincentivando de esta forma el uso de calderas o equipos de alto consumo ya sea para iluminación o calefacción de la edificación. Se realizó una serie de modelos utilizando el software DesignBuilder, en uno de estos se modelará la edificación en su estado actual. Utilizando los datos de salida del modelo se analizarán cuáles son las mejores alternativas para tener en cuenta para las adecuaciones implementando diferentes estrategias enfocadas a la ganancia de energía térmica como cambio de materiales de pisos, fachadas, ventanería e incluso una cubierta aislante. Finalmente, mediante un análisis de costo beneficio, se presentan las alternativas a la universidad y una serie de recomendaciones para que los directivos construyan una decisión informada sobre cuáles son las mejores alternativas para mejorar el confort térmico y ahorrar energía en el edificio.
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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%.