Comunicación presentada al IV Congreso Edificios Energía Casi Nula:
Autoras
- Marina Pérez-Pérez, Docente-investigadora titular, Universidad Tecnológica Indoamérica
- Andrea Parra, Docente-investigadora auxiliar asociada, Universidad Tecnológica Indoamérica
Introducción
El cambio climático es uno de los desafíos más significativos que afronta la humanidad hoy en día. La mitigación y adaptación al cambio climático supone una transformación para abordar aspectos de la vida cotidiana. De ahí que la actividad antropogénica sea uno de los principales contribuyentes a la generación de gases efecto invernadero (GEI) que lo ocasionan. Siendo que el clima tiene una incidencia directa tanto en la energía como en la salud del ser humano [1]. Según la Organización Mundial de la Salud (OMS) el confort está definido como la condición de la mente en que expresa total satisfacción con el ambiente [2].
Existen diferencias individuales de percepción y evaluación subjetiva del ambiente, que dependerá de diversos factores intrínsecos tales como raza, sexo, edad, actividad metabólica, salud física y mental, características físicas y biológicas, estado de ánimo, asociación de ideas y experiencia; así como extrínsecas entre las cuales se encuentran el grado de arropamiento, temperatura del aire, temperatura radiante, humedad, radiación, velocidad del viento, calidad del aire, niveles lumínicos y acústicos [3].
El ambiente interior incluye componentes térmicos, lumínicos, visuales, acústicos, calidad del aire, campos electromagnéticos y electricidad estática. No existe un solo índice que pueda cuantificar las respuestas individuales a todos estos factores [2]. La propuesta es el resultado de una investigación para definir criterios de diseño sostenible con bajo consumo energético, en específico los datos son del estudio se enfoca únicamente en el confort térmico.
El confort térmico es la percepción del ambiente circundante a través de la piel y por el intercambio de aire en los pulmones. El ser humano en condiciones de saludables, bajo cualquier situación climática, debe mantener una temperatura corporal de 36.5 a 37.5°C. Para lograrlo utiliza procesos metabólicos que generan energía [3]. Debido a que la percepción de confort térmico puede variar de persona a persona por los diferentes factores ya apuntados, los métodos para determinarlo son complejos [4]. La mayoría de estándares que definen el confort térmico están basados en ecuaciones de balance térmico del cuerpo humano y experimentos en cámaras climatizadas en regiones de latitud media [5].
Descripción del proyecto
El proyecto de investigación va alineado a las acciones de la Nueva Agenda Urbana definida en la conferencia internacional de la ONU, Hábitat III. Una de las acciones a considerar está encaminada a aminorar el consumo de energías fósiles, cuidando el confort en los espacios habitables.
Las nuevas edificaciones diseñadas con miras en la reducción de los costos de la edificación y el consumo energético, han dado como resultado bajos niveles de confort en las edificaciones de obra nueva, se llama déficit cualitativo de viviendas. Déficit que afecta de igual manera a los asentamientos vulnerables y a los asentamientos socioeconómicos altos aun cuando se les dé una solución de acuerdo a su capacidad adquisitiva. En el segundo caso para alcanzar el confort se recurre al uso de equipos activos para el aire acondicionado y calefacción.
Considerando, the World Business Council for Sustainable Development (2009) que el 80% del gasto energético corresponde al consumo en las viviendas actuales, para un acondicionamiento confortable y retomando lo que apunta Al-Mofleh (2009), se definirán criterios de diseño con estrategias pasivas como una medida que permita mejorar el comportamiento energético de las edificaciones.
En este ámbito, el ahorro energético que se busca con los resultados del proyecto es significativo considerando los datos de International Energy Agency (2012) que el 30% del consumo eléctrico del Ecuador está en el sector residencial. Siendo que el último censo de construcción (2013) resultó que el 87.9% de los permisos de construcción otorgados a edificaciones residenciales, el 89.95% fue a edificaciones nuevas, siendo el 79% a viviendas unifamiliares.
El objetivo general es: Definir criterios de diseño en arquitectura sostenible de edificaciones de bajo consumo energético y confortable para la zona urbana en expansión de Ambato. Los objetivos específicos son: 1) Analizar las características térmicas medioambientales de la zona de estudio, determinantes de la habitabilidad y el confort de los espacios interiores con un bajo consumo energético, en las edificaciones de obra nueva. 2) Determinar la importancia de los datos ambientales para el diseño de edificaciones, en la zona en expansión urbana de Ambato. 3) Definir estrategias pasivas de diseño sostenible con bajo consumo energético en edificaciones de obra nueva de la zona de estudio. Objetivos planificados con el eje rector de la Sostenibilidad y directamente vinculados con el Plan Nacional del Buen Vivir del Ecuador, en el apartado 7. “Garantizar los derechos de la naturaleza y promover la sostenibilidad, ambiental territorial y global”.
Metodología
El proyecto está diseñado para trabajar en dos ejes y tres etapas, un eje de definición conceptual documental y el eje analítico. En ellos se definirán las tres etapas, estando el objetivo principal presente en cada fase. En la primera etapa, respondiendo al objetivo específico 1, se identifican, además de las acciones que se están llevando en condiciones semejantes a la zona de estudio, la zonificación climática del área de estudio de Ambato, para este fin se emplean datos de diferentes fuentes, medidos por equipos de investigadores y estimados mediante modelos matemáticos. Para la estimación del confort térmico se ha definido con los resultados de encuestas aplicadas a habitantes de Ambato, con más de 1 años de residencia ininterrumpida. La encuesta se ha, diseñado con la técnica de Likert, de 11 items, en dos grupos, con escalas de niveles variados.
La encuesta trata los temas de:
- Percepción de confort térmico anual
- Edad
- Sexo
- Sensación térmica
- Percepción del mes más frío al año
- Percepción del mes más cálido al año
- Adaptación al clima
- Métodos usuales para lograr el confort térmico en un día frío
- Métodos usuales para lograr el confort térmico en un día cálido
- Consideración de la calidad del aire para ventilar su vivienda/oficina
- Tipo de vestimenta al interior del edificio
- Comentarios adicionales sobre la percepción y métodos de adaptación al clima de Ecuador
Resultados y datos obtenidos
El procedimiento para la estimación de la percepción de confort térmico se ha definido, en principio, con un análisis del clima de la zona de estudio, además se han utilizado instrumentos de medición y las técnicas de recolección de datos, para definir la percepción térmica, ha sido a través de una encuesta virtual a los habitantes de Ambato, con más de 1 años de residencia ininterrumpida, en la cual se les ha solicitado los métodos de adaptación al clima que aplican para lograr el confort térmico. En el campo legal de la sostenibilidad en la edificación, la legislación ecuatoriana ha dejado de lado detallar las normativas, en la Tabla 1 “Evolución histórica de la legislación de la construcción del Ecuador en materia de sostenibilidad” se observa la actividad legal del Ecuador especificando la sostenibilidad en la edificación.
Conclusiones
Ecuador, es un territorio con diversidad y variedad de climas, en general la variación de temperatura se presenta en el mismo día. De ahí que, si bien en el diseño de la arquitectura sostenible las estrategias pasivas son conocidas, no obstante, para el caso específico de la zona de estudio se desconocen las estrategias óptimas, para el bajo consumo energético de las edificaciones. La mayor causa es la falta de estudios específicos, estudios bioclimáticos, con el fin de identificar el grado de confort y al final diseñar de acuerdo a las necesidades reales.
Las estrategias para garantizar el confort en las edificaciones construidas en los climas de la zona de estudio, se realizarán posterior a una validación experimental en dos modelos, un modelo real diseñado ex profeso con una geometría simple con proporciones áureas y un modelo virtual con características reales. Con las referencias de la base de datos simulados y los obtenidos por las medidas además de las estimaciones de la percepción térmica delos encuestados.
Agradecimientos
Este trabajo científico es uno de los resultados del proyecto de investigación “Definición de criterios de diseño para arquitectura sostenible de bajo consumo energético, en la zona de expansión urbana de Ambato (Ecuador)” que se está realizando con el apoyo económico de la Universidad Tecnológica Indoamérica sin el cual no hubiera sido posible su desarrollo.
Referencias
- [1] Olgyay V., 2010, Arquitectura y clima, 6th ed. Barcelona: GG.
- [2] The Chartered Institution of Building Services Engineers London, CIBSE Concise Handbook. Norwich: CIBSE Publications Department, 2008.
- [3] Fuentes Freixanet V. A., 1984, Arquitectura bioclimática, pp. 58–74.
- [4] Jones B. W., 2002, Capabilities and limitations of termal models for use in thermal comfort standards, Energy Build., vol. 34, no. 6, pp. 653–659.
- [5] Brager G. S. and R. J. de Dear, 1998 Thermal adaptation in the built environment: a literature review, Energy Build., vol. 27, pp. 83–96.
- [6] Van Hoof J., 2008, Forty years of Fanger’s model of thermal comfort: comfort for all?