Envolvente vertical para la optimización del confort térmico en clima cálido : caso: vivienda social en Cali

Abstract

La vivienda de interés social en Colombia, en especial la tipología multifamiliar se ha caracterizado por tener diseños inadecuados para las condiciones climáticas del Trópico Cálido. Como en la ciudad de Santiago de Cali en donde se ha documentado problemas de ventilación y de altas temperaturas interiores; producto de la distribución espacial, dimensiones reducidas, así como del diseño y materialidad de sus envolventes. Lo cual vuelve a estas viviendas térmicamente ineficientes. Esta falta de confort térmico debido al excesivo calor al interior de las viviendas, deriva en un alto consumo energético a causa de la utilización de medios de climatización activa como los sistemas de aire acondicionado, afectando la economía de sus habitantes e incidiendo en el aumento de su huella de carbono con la producción de gases de efecto invernadero. En la búsqueda de una solución a esta problemática, se planteó como objetivo el aumento de comodidad térmica en la vivienda social multifamiliar por medio de un prototipo de envolvente vertical para el clima cálido tropical, que permita un control pasivo de las ganancias térmicas en sus superficies, optimizando las condiciones internas de confort térmico en las viviendas en altura sin el uso de la climatización activa. La investigación se dividió en dos partes; la primera en donde se propone una configuración de muro y la segunda en donde la propuesta es simulada dentro de un edificio multifamiliar estableciendo como métrica el porcentaje de mejora en confort térmico, su impacto económico y la huella de carbono durante su vida útil. usando la metodología simulación-experimental; se diseñaron y se construyeron las respectivas probetas mediante impresión 3D que posteriormente fueron probadas en cajas adiabáticas monitoreadas expuestas al ambiente y bajo el método de caja caliente conociendo su transmitancia térmica, la cual alimento la simulación computacional de un apartamento típico de interés social (VIS) en Santiago de Cali, también se elaboraron las líneas base conformadas por los tres sistemas constructivos más utilizados en la construcción de cerramientos este tipo de viviendas como; la mampostería confinada (MC), la mampostería estructural (ME) y los sistemas industrializados de construcción en concreto (SI). Al hacer una comparación entre la envolvente propuesta y las líneas base mencionadas se encontró que la envolvente disminuye en un 39.24% el porcentaje de personas insatisfechas PPD, tiene un retorno económico del 305% del valor de su implementación inicial en su vida útil en ahorros energéticos asociados al uso de sistemas de climatización activa y una reducción al partir del 60% de emisión de gases de efecto invernadero como el CO2. Se recomiendan como estudios futuros seguir indagando en envolventes que hagan uso del plástico y de su empleo en una segunda vida un componente principal además de explorar las variables que no fueron tenidas en la presente investigación en cuenta cómo; la reflectancia solar, el comportamiento estructural, su mantenimiento, así como también como la acción del envejecimiento y perdida de color en condiciones de ambiente exterior.