Source: https://www.slideshare.net/jaimearriagada1/2014-02toledo
Timestamp: 2019-08-20 01:41:43
Document Index: 23737203

Matched Legal Cases: ['Artículo 4', 'artículo 4', 'Artículo 4', 'artículo 4', 'artículo 4', 'artículo 4', 'artículo 4', 'artículo 4']

2014 02-toledo
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Propuesta de mejora a la reglamentación térmica chilena en base a la reglamentación térmica mexicana y española
1. UNIVERSIDAD CENTRAL DEL CHILE FACULTAD DE INGENIERÍA INGENIERÍA EN CONSTRUCCIÓN PROPUESTA DE MEJORA A LA REGLAMENTACIÓN TÉRMICA CHILENA EN BASE A LA REGLAMENTACIÓN TÉRMICA MEXICANA Y ESPAÑOLA TESIS PARA OPTAR AL GRADO ACADÉMICO DE INGENIERO EN CONSTRUCCIÓN PROFESOR GUÍA: JAIME ARRIAGADA PROFESOR INFORMANTE: HÉCTOR HERNÁNDEZ RAMIRO ESTRADA DIEGO TOLEDO GONZÁLEZ AGOSTO 2015 SANTIAGO, CHILE
2. II UNIVERSIDAD CENTRAL DEL CHILE FACULTAD DE INGENIERÍA INGENIERÍA EN CONSTRUCCIÓN PROPUESTA DE MEJORA A LA REGLAMENTACIÓN TÉRMICA CHILENA EN BASE A LA REGLAMENTACIÓN TERMICA MEXICANA Y ESPAÑOLA TESIS PARA OPTAR AL GRADO ACADÉMICO DE INGENIERO EN CONSTRUCCIÓN PROFESOR GUÍA: JAIME ARRIAGADA PROFESOR INFORMANTE: HÉCTOR HERNÁNDEZ RAMIRO ESTRADA DIEGO TOLEDO GONZÁLEZ AGOSTO 2015 SANTIAGO, CHILE
3. III © Diego Toledo González. Se autoriza la reproducción parcial o total de esta obra, con fines académicos. Por cualquier forma, medio o procedimiento, siempre y cuando se incluya la cita bibliográfica del documento.
4. IV Dedicatoria Dedico el presente proyecto de título en primer lugar a mi hija Sofía que la amo más que nada en el mundo, a mi novia María Díaz, a mis padres por el constante e incondicional apoyo, a mis amigos que son como mis hermanos, mis compañeros y a todos los que de alguna forma colaboraron en mi formación profesional. Diego Toledo González
5. V Agradecimientos Agradeceré A mis padres por a ver confiado en mí desde el momento en que me matricule en el 2010, también agradeceré a mis profesores de Universidad Central de Chile por educarme en estos 5 años, a los funcionarios por colaborar de alguna forma u otra y a mis compañeros que formamos un bonito grupo de trabajo.
6. VI Resumen El presente proyecto de título busca establecer mejoras respecto del ahorro energético en las viviendas, en base al requerimiento de la envolvente térmica, establecidos en el Artículo 4.1.10 de la Ordenanza General de Urbanismo y Construcción y las características de la contribución solar asociadas a la ley 20.365. Para lograr proponer mejoras se estudiaron y analizaron normas extranjeras, la norma de México y la normativa de España correspondientemente, la primera trata de la resistencia térmica de los elementos de la envolvente para el uso residencial establece parámetros de exigencias según el propósito que se quiere lograr en la vivienda principalmente, en cambio, la reglamentación de España, comprende un documento de ahorro energético aplicable para toda la construcción, la cual establece distintas exigencias y ámbito de aplicación en cada una de ellas, sus exigencias consideran demanda y consumo energético, trasmitancia térmica de la envolvente como también la contribución solar para agua caliente sanitaria y la instalación de paneles fotovoltaicos. Gracias al análisis y comparación de la Norma Nacional y las normas extranjeras antes mencionadas se logró proponer mejoras en el ámbito legal Chileno, como utilizar energías renovables y nuevos criterios de aislación térmica, con el fin de aportar al desarrollo del uso de la energía, e introducir el concepto de ahorro energético en las viviendas.
7. VII Abstract This project seeks to establish title with regard to energy saving improvements in housing, based on the requirement of the thermal envelope, established in Section 4.1.10 of the General Urbanism and Construction and characteristics of solar contribution associated with the Law 20,365. To achieve suggest improvements were studied and discussed foreign standards, the law in Mexico and Spain accordingly, the first is the thermal resistance of the envelope elements for residential use requirements set parameters according to the purpose to be achieved mainly in housing, however, the regulation of Spain, comprises a document energy savings applicable to all construction, which sets different requirements and scope in each one of them, they consider their demands and energy demand, thermal transmittance bound as solar contribution to domestic hot water and the installation of photovoltaic panels. Through the analysis and comparison of the National Standard and foreign standards above it was possible to propose improvements in the Chilean legal field, such as using renewable energy and new criteria for thermal insulation, in order to contribute to the development of energy use, and introduce the concept of energy savings in homes.
8. VIII ÍNDICE GENERAL. PAG Resumen………………………………………………………………………………...VI Abstract……………………………………………………………………………..….VII CAPÍTULO I.……………………..……………………………………………………...1 1.1 INTRODUCCIÓN…………………………………………………………………..1 1.2 HIPÓTESIS…....…………………………………………………………………....2 1.3 JUSTIFICACIÓN.......………………………………………………………………2 1.4 OBJETIVOS DE PROYECTO...…………..……………………………………….3 1.4.1 OBJETIVOS GENERALES.…..……………………………………………….3 1.4.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS......……………………………………………….3 1.5 METODOLOGÍA.......………………………………………………………………4 CAPÍTULO II………………..……………..…………………………………………….5 2.1 MARCO TEÓRICO………………………………………………………………...5 2.1.1 Aislación térmica..…………………………………………………..…………..5 2.1.1.1 Introducción..……………………………………………………………….5 2.1.1.2 Función del aislante térmico...........…………………………………………6
9. IX 2.1.1.3 Unidades de conductividad térmica…………………………………………6 2.1.2 Reglamentación térmica nacional…………………………………...………......7 2.1.2.1 Exigencias...…………………………………………………………………7 2.1.2.2 Zonificación Térmica de Chile......………………………………………….8 2.1.2.2.1 Concepto de Grados-Día de calefacción........…………………………..9 2.1.2.3 Exigencia Para Ventanas.....……………………………………………….10 2.1.3 Estrategia de agua caliente sanitaria con energías renovables….……………..11 2.1.3.1 Configuración de las instalaciones solares y componentes.....……………11 2.1.4 Ley N° 20.365 que establece franquicia tributaria respecto de sistemas solares térmico....................................…………………………………………………………..13 2.1.4.1 Ámbito de aplicación...……………………………………………….........14 2.1.4.2 Exigencia y zona climática....……………………………………………...14 2.1.5 Reglamentación térmica de México...………………………………………...17 2.1.5.1 Ámbito de aplicación y Exigencia...……………………………………….17 2.1.5.2 Zonificación Térmica de México..………………………………………...19 2.1.5.2.1 Grados-Día de calefacción y de refrigeración........……………………20 2.1.6 Marco Legal de España..……………………………………………………...22
10. X 2.1.6.1 Limitación del consumo de energía.……………………………………….22 2.1.6.1.1 Ámbito de aplicación....………………………………………………..23 2.1.6.1.2 Exigencias....………………………………………………………...…23 2.1.6.2 Limitación de la demanda energética.……………………………………..24 2.1.6.2.1 Ámbito de aplicación....………………………………………………..25 2.1.6.2.2 Exigencias....…………………………………………………………...25 2.1.6.2.3 Zonas climáticas...……………………………………………………..29 2.1.6.3 Eficiencia energética de las instalaciones de iluminación....………………30 2.1.6.3.1 Ámbito de aplicación...………………………………………………...30 2.1.6.3.2 Exigencias...……………………………………………………………30 2.1.6.4 Contribución solar mínima de agua caliente sanitaria........………………..31 2.1.6.4.1 Ámbito de Aplicación...………………………………………………..31 2.1.6.4.2 Exigencias....…………………………………………………………...32 2.1.6.4.3 Zona climática..………………………………………………………..36 2.1.6.5 Contribución Fotovoltaica mínima de energía eléctrica...........................…37 2.1.6.5.1 Ámbito de aplicación...………………………………………………...38
11. XI CAPÍTULO III.........…….………………………….………………………………..…40 3.1 CARACTERIZACIÓN Y COMPARACIÓN DE LAS NORMAS..............……..40 3.1.1 Introducción………………………………………………………...………….40 3.1.2 Normativa de Chile….…………………………………………………...…….41 3.1.3 Normativa de México….………………………………………………………42 3.1.4 Normativa de España.......……………………………………………………...42 3.1.5 Comparación de las normas.....………………………………………………...44 3.1.5.1 Comparación de zonas climáticas y exigencias de la envolvente térmica...46 3.1.5.1.1 Análisis………………………………………………………………...50 3.1.5.2. Comparación de contribución solar mínima de agua caliente sanitaria......52 3.1.5.2.1. Análisis.……………………………………………………………….53 CAPÍTULO IV.......................…………………………………………………………55 4.1 PROPUESTA DE MEJORA EN EL MARCO LEGAL CHILENO……..........55 CAPÍTULO V…………………………………………………………………………..63 5.1 CONCLUSIÓN.…………………………………………………………………..63
12. XII BIBLIOGRAFÍA.......………………………………………………………………….65 ANEXOS......…………........……..………………………………………………….....67 Anexo I: Plano de zonificación térmica....…………………………………………….67 Anexo II: Radiación Solar Global Sobre Superficie Horizontal [kWh/m2] – Media mensual y media anual de Chile..………………………………………………………69 Anexo III: Zona climática de México..………………………………………………..70 Anexo IV: Zona climática de España...……………………………………………….71 Anexo V: Clima de México...…………..……………………………………………..72 Anexo VI: Clima de España..………………………………………………………….74 Anexo VII: Clima de Santiago de Chile (2003 – 2013).……………………………....76
13. XIII ÍNDICE DE TABLAS PAG Tabla N°1: Exigencia térmica a elementos envolventes de la vivienda...........………….7 Tabla N°2: Grados-Días anuales por zona térmica.........………………………….……10 Tabla N°3: Porcentaje máximo de superficie vidriada......………………………….….11 Tabla N°4: Contribución solar mínima de ACS para cada zona climática.........……….15 Tabla N°5: Demanda diaria de ACS por persona (Cp), según tipo de SST, a una temperatura de Referencia de 45°C....…………………………………………………..16 Tabla N°6: Calculo de número de personas por vivienda......…………………………..16 Tabla N°7: Resistencia Térmica Total (Valor “R”) de un elemento de la envolvente...18 Tabla N°8: Clasificación por Zona térmica………………………………………….….20 Tabla N°9: Valor base y factor corrector por superficie del consumo energético.......…24 Tabla N°10: Valor base y factor corrector por superficie de la demanda de calefacción y valor límite de la demanda de refrigeración. ………………………...............................27 Tabla N°11: Transnitancia térmica máxima y permeabilidad al aire de los elementos de la envolvente térmica……………………………………………………………………28 Tabla N°12: Contribución solar mínima anual para ACS y Caso Climatización de Piscinas cubiertas en %…………………………………………………………………33
14. XIV Tabla N°13: Perdidas límite…………………………………………………………….34 Tabla N°14: Valores mínimos de ocupación de cálculo en uso residencial privado…………..………………………………………………………………………35 Tabla N°15: Radiación solar global media anual……………………………………….36 Tabla N°16: Ámbito de aplicación HE 5……………………………………………….38 Tabla N°17: Exigencias de la norma de Chile …………………………………………41 Tabla N°18: Exigencias de la norma de México………………………………………..42 Tabla N°19: Exigencias de la norma de España…………………..……………............43 Tabla N°20: Comparación simplificada de Las Normas de Chile, México, España…...45 Tabla N°21: Comparación de zonas climáticas según T° media anual (°C), Humedad (%) relativa, Numero de precipitaciones (mm)….………………………………….......47 Tabla N°22: Comparación de transmitancia térmica respecto a una zonificación térmica. [W/m2 K]………………………………………………………………………………..48 Tabla N°23: Comparación porcentual de transmitancia térmica con respecto a la Normativa Chilena………………………………………………………………………49 Tabla N°24: Comparación de vidrios según se transmitancia térmica en y porcentaje se superficie...……………………………………………………………….………..........50
15. XV Tabla N°25: Comparación de la contribución Solar mínima de agua caliente sanitaria...………………………………………………………………………………..53 Tabla N°26: Propuestas de tansmitancia térmica según normas extranjeras [W/m2 K]…57 Tabla N°27: Propuesta de porcentaje máximo de superficie Vidriada………………….58 Tabla N°28: Propuesta de contribución solar mínima para agua caliente sanitaria ..……….………………………………………………………………………………61
16. XVI ÍNDICE DE FIGURAS PAG. Figura N°1: Mapa de zonificación térmica....……………………………………………8 Figura N°2: Concepto de Grados-Día de calefacción......……………………………….9 Figura N°3: Sistema involucrado en la instalación solar.......…………………………..12 Figura N°4: Mapa de zonificación térmica Mexicana.……………………………….....19 Figura N°5: Mapa de zonificación térmica de España.....………………………………29 Figura N°6: Zona Climática Radiación Solar Global....………………………………...37 Figura N°7: Consumo de energía por combustibles......…………………………….59 Figura N°8: Consumo de energía residencial de todos los combustibles.........…….60
17. XVII ÍNDICE DE ECUACIONES PAG Ecuación N°1: Valor límite de consumo energético....…………………………………23 Ecuación N°2: Valor límite de demanda energética.....…………………………………26 Ecuación N°3: Valor de la Eficiencia Energética de la Instalación………………….....30 Ecuación N°4: Demanda de agua caliente sanitaria a una temperatura elegida………...35
18. 1 CAPÍTULO I 1.1. INTRODUCCIÓN El ahorro energético, también denominado ahorro de energía o eficiencia energética, consiste en la optimización del consumo energético con el objetivo final de disminuir el uso del mismo, aunque sin que por ello se vea afectado el resultado final del confort térmico. De acuerdo a los estudios e investigaciones, que constantemente se realizan con respecto al cambio climático, resulta imprescindible que los seres humanos podamos reducir nuestra enorme dependencia a las energías no renovables, que como tal, cada día se van agotando más y más. Debemos aprender a usar de manera eficiente y racional la energía, no empleándola en situaciones innecesarias. Para que un país tome conciencia de lo anterior, es importante que sus normas consideren criterios adecuados. Este proyecto de título busca el mejoramiento del Marco Legal Chileno estableciendo criterios que aportan al progreso para poder realizar así una mejor utilización de las energías como también la contribución de estas proviniendo de fuentes renovables como lo proponen las normas extranjeras. Se comparará la Norma Nacional con la reglamentación de México y de España con el fin de proponer mejoras y nuevos criterios en el ámbito del ahorro energético.
19. 2 1.2 . HIPÓTESIS - El Articulo 4.1.10 de la Ordenanza General de Urbanismo y Construcción y La Ley 20.365 respecto de Sistemas Solares Térmicos puedan ser complementados con las Normas Extranjeras obteniendo nuevos y mejores criterios para el ahorro energéticos en las viviendas. 1.3. JUSTIFICACIÓN Este proyecto de título se sustenta en la integración de nuevos puntos de vista Internacionales en el ámbito del ahorro energético en las normas para la construcción de vivienda, sin la intención de cambiar la Norma Nacional sino de investigar si las Normas Extranjeras como las de México y de España pueden aportar con nuevos criterios o mejoramiento de los mismos para contribuir al desarrollo energético del país.
20. 3 1.4. OBJETIVOS DEL PROYECTO 1.4.1 OBJETIVO GENERAL: Proponer mejoras al Marco Legal Chileno relacionado al ahorro energético, acogiendo el artículo 4.1.10 de la OGUC – Reglamentación Térmica - y la ley 20.365 – respecto de sistemas solares térmicos -, a través de la comparación con la reglamentación térmica Española (Documento Básico Sobre Habitabilidad – ahorro de energía (DB – HE) del CTE) y la normativa Mexicana (NMX – C – 460 – ONNCCE). 1.4.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS: - Estudiar las normas Mexicanas y Españolas que sean equivalente al Artículo 4.1.10 de la OGUC y de la Ley 20.365. - Definir una zona climática comparable entre los tres países para comparar los criterios bajo una misma base. - Proponer recomendaciones y/o mejoras a las actuales normas - reglamentaciones Chilenas con el fin de evaluar la incorporación de nuevos criterios.
21. 4 1.5 METODOLOGÍA Se estudiara la Reglamentación de Chile señalada en la Ordenanza General de Urbanismo y Construcción en el artículo 4.1.10 que establece requerimiento para la envolvente térmica de la vivienda, al igual que las recomendaciones de contribución solar mínimas descritas en la ley N° 20.365; La contraparte extranjera será la normativa Mexicana señalada en NMX – C – 460 – ONNCCE – 2009 “Industria De La Construcción – Aislamiento Térmico – Valor “R” Para Las Envolventes De Viviendas Por Zona Térmica Para La República Mexicana – Especificaciones Y Verificación” y posteriormente las exigencias del Documento Básico sobre Habitabilidad – Ahorro de energía del CTE en el caso de España, para dar a conocer sus cualidades, el ámbito de aplicación como sus respectivas exigencias. A continuación se procederá a una cuantificación simplificada de las características de cada norma con sus respectivos ámbitos de requerimientos, para realizar posteriormente una comparación más detallada en base a una zona climática representativa de nuestro país y realizar análisis según sus requerimientos y características de cada norma señalada anteriormente. Finalmente se realizarán recomendaciones y propuestas de mejora a la reglamentación Nacional descrita en la Ordenanza General de Urbanismo y Construcción en el artículo 4.1.10, y la Ley 20.365 según lo estudiado de las Normas Extranjeras con el fin de implementar el ahorro energético en el Territorio Nacional.
22. 5 CAPÍTULO II 2.1 MARCO TEÓRICO 2.1.1 Aislación térmica 2.1.1.1 Introducción Según la Asociación Ibérica de Polietileno extruido (AIEPEX) “En la adaptación al medio, el ser humano se diferencia del resto de seres vivos por una actividad incesante por la que el propio medio es transformado, para adecuarlo a las necesidades humanas. Así la cabaña más primitiva muestra ese acondicionamiento del entorno para que llegue a ser el lugar del hombre. Se trata de marcar el territorio, segregando la parte de él que nos pertenece. Se ve, por tanto, que, desde los orígenes, la propia habitación del hombre incluye esa idea fuerte de aislarse. El hombre ha buscado siempre, dentro de las limitaciones de cada lugar y época, acercarse a una situación de confort, en la que la variable térmica es clave” (http://www.rehabilita.es). Es por esto que hoy en día existen normas que se adecuan a los requerimientos térmicos de aislación los cuales persiguen el propósito de mejor y mayor confort térmico en la vivienda, los culés se ven atribuidos a los elementos de la envolvente de la vivienda en el caso Nacional.
23. 6 2.1.1.2 Función del aislante térmico La función del aislante térmico es el de reducir intensamente la trasmitancia térmica “U” que es flujo de calor que pasa por unidad de superficie del elemento y por grado de diferencia de temperatura entre los dos ambientes separados por dicho elemento, a través de la superficie envolvente de la vivienda, siendo la Resistencia Térmica “Rt” el inverso. Al decir “intensamente” es porque hay que diferenciar las prestaciones térmicas ofrecidas por un aislamiento térmico como tal, de las ofrecidas por cualquier otro material de construcción. El valor que define dichas prestaciones es la conductividad térmica, λ (lambda), y se puede obtener una resistencia para cualquier material, puesto que no hay ninguno tan superconductor del calor como para tener una conductividad infinita. Del mismo modo no existe ningún super aislante que corte absolutamente el flujo de calor con una conductividad nula. 2.1.1.3 Unidades de conductividad térmica Las unidades de conductividad térmica expresan, para un espesor unitario [m], la energía por tiempo [W = Watt], por unidades dimensionales de superficie [m2 ], y por grado de diferencia de temperatura [K = Kelvin]. Como se ve, son unidades fácilmente traducibles en términos de energía por metro cuadrado [KWh/m2 ] una vez que se ha determinado un período de tiempo [horas] y un salto térmico [grados] válido para ese período.
24. 7 2.1.2 Reglamentación térmica nacional Según la Ordenanza General De Urbanismo y Construcción (O.G.U.C) su campo de aplicación señalado en el artículo 4.1.10 “Todas las viviendas deberán cumplir con las exigencias de acondicionamiento térmico que se señalan a continuación” 2.1.2.1 Exigencias Las exigencias del documento está referida a Los complejos de techumbres, muros perimetrales y pisos inferiores ventilados, entendidos como elementos que constituyen la envolvente de la vivienda en base a su Transmitancia térmica “U” o una resisten térmica total “Rt” la cual deberá ser igual o menor Y/o igual o superior respectivamente. Los parámetros se defines en la Tabla N°1. Tabla N°1: Exigencia térmica a elementos envolventes de la vivienda ZONA TECHUMBRE MUROS PISOS VENTILADOS U (W/m2 K) Rt (m2 K/W) U (W/m2 K) Rt (m2 K/W) U (W/m2 K) Rt (m2 K/W) 1 0,84 1,19 4,0 0,25 3,60 0,28 2 0,60 1,67 3,0 0,33 0,87 1,15 3 0,47 2,13 1,9 0,53 0,70 1,43 4 0,38 2,63 1,7 0,59 0,60 1,67 5 0,33 3,03 1,6 0,63 0,50 2,00 6 0,28 3,57 1,1 0,91 0,39 2,56 7 0,25 4,00 0,6 1,67 0,32 3,13 Fuente: Articulo 4.1.10 de la OGUC.
25. 8 2.1.2.2 Zonificación térmica de Chile Las 7 zonificaciones se basan en el criterio de Grados Día de calefacción anuales, los cuales se estiman para las diferentes regiones del país demostrado en la figura N°2, haciendo uso de información meteorológica de larga data. Figura N°1: Mapa de zonificación térmica. Fuente: (Guía de diseño para la eficiencia energética en la vivienda social. Bustamante, 2009).
26. 9 2.1.2.2.1 Concepto de Grados-Día de calefacción Este concepto comprende que la diferencia de Grados día (GD) es negativa, se representa en la figura N°3, el cual refiere los dias en que la vivienda requiere calefcción para obtener el confort térmico que es simbolisado con el area achurada. Esto indica que los grados día de calefaccion se relacionan directamente con la demanda de energia que la vivienda necesita para lograr la temperatura inteior base. Figura N°2: Concepto de Grados-Día de calefacción Fuente: (Eficiencia anergética en vivienda social: un desafío posible. Waldo Bustamante, 2009). La temperatura base de calefacción corresponde a 15°C.
27. 10 Tabla N°2: Grados-Días anuales por zona térmica ZONA TERMICA GRADO DÍA ANUAL BASE 15° 1 ≤ 500 2 > 500 - ≤ 750 3 >750 - ≤ 1000 4 >1000 - ≤1250 5 > 1250 - ≤ 1500 6 >1500 - ≤ 2000 7 > 2000 Fuente: (Guía de diceño para la eficiencia energética en la vivienda social. Bustamante, 2009) 2.1.2.3 Exigencias para ventanas Según Señala la Ordenanza General De Urbanismo y Construcción El complejo de ventana deberá cumplir con las exigencias establecidas en la Tabla N°3, en relación al tipo de vidrio que se especifique y a la zona térmica en la cual se emplace el proyecto de arquitectura haciendo una distinción de vidrio monolítico y de doble vidriado hermético según su Transmitancia térmica.
28. 11 Tabla N°3: Porcentaje máximo de superficie vidriada ZONA VENTANAS % MÁXIMO DE SUPERFICIE VIDRIADA RESPECTO A PARAMETROS VERTICALES DE LA ENVOLVENTE VIDRIO MONOLÍTICO DVH DOBLE VIDRIADO HERMÉTICO 3,6 W/m2 K≥ U ≤ 2,4 W/m2 K U ≤ 2,4 W/m2 K 1 50% 60% 80% 2 40% 60% 80% 3 25% 60% 80% 4 21% 60% 75% 5 18% 51% 70% 6 14% 37% 55% 7 12% 28% 37% Fuente: Articulo 4.1.10 de la OGUC. 2.1.3 Estrategias de agua caliente sanitaria con energías renovables El calentamiento de agua sanitaria sin duda es uno de los consumos más importantes de energía convencional (gas licuado), este puede ser disminuido de manera considerable al utilizar una energía renovable, como la energía solar, utilizando un sistema solar térmico que permite trasformar la radiación solar en energía calórica útil. 2.1.3.1 Configuración de la instalación solar y componentes “La instalación solar básica para viviendas corresponde a un sistema solar de baja temperatura (temperaturas de trabajo inferiores a 100°C), que está dividido principalmente en tres circuitos: de captación, de acumulación y de consumo. El circuito
29. 12 de captación recibe la radiación solar a convertir y su componente principal corresponde al captador solar. El circuito de acumulación está formado por uno o más depósitos de almacenamiento de la energía calórica proveniente de los captadores solares. El circuito de consumo, corresponde a los diversos puntos de uso de acs en la vivienda.” “En general el sistema solar térmico debe ser complementado con un sistema convencional (calefón), que sirva de apoyo al sistema solar. La estrategia será entonces calentar toda el agua posible a través del sistema solar y en caso de no llegar a la temperatura requerida, adicionar energía del sistema convencional para llevar el agua a la temperatura de uso. De esta manera, la instalación se hace más competitiva desde el punto de vista económico” (Guía de diceño para la eficiencia energética en la vivienda social. Bustamante, 2009). Figura N°3: Sistema involucrado en una instalación solar. Fuente: (Amordad Group)
30. 13 2.1.4 Ley N°20.365 que establece franquicia tributaria respecto de sistemas solares térmicos La ley N° 20.365 describe que “Las empresas constructoras tendrán derecho a deducir, del monto de sus pagos provisionales obligatorios de la Ley sobre Impuesto a la Renta, un crédito equivalente a todo o parte del valor de los Sistemas Solares Térmicos (SST) y de su instalación que monten en bienes corporales inmuebles destinados a la habitación construidos por ellas…” En Chile la implementación de agua caliente sanitaria (ACS) no es una obligación, el gobierno con esta ley pretende incentivar a la industria de la construcción para implementar esta alternativa de energías procedentes de fuentes renovables dando a cambio un beneficio tributario. El beneficio tributario consiste en que tendrán un crédito destinado a la incorporación de paneles solares térmicos, determinado por las siguientes características, si es para una o más viviendas, el costo de los inmuebles en UF (terreno y construcción) que establecerá el porcentaje del crédito según el máximo posible, la cantidad de metros cuadrados de colectores solares térmicos en el caso que el SST sea utilizado por más de una vivienda, y el año en el que se utilizará, El monto de dicho crédito se devengará en el mes que se otorga la recepción municipal final. “la suma de todos los créditos devengados se imputará a los pagos provisionales obligatorios del impuesto a la renta correspondiente a dicho mes. El remanente que resultare, por ser inferior el pago provisional obligatorio o por no existir la obligación de efectuarlo en dicho período,
31. 14 podrá imputarse a cualquier otro impuesto de retención o recargo que deba pagarse en la misma fecha, y el saldo que aún quedare podrá imputarse a los mismos impuestos en los meses siguientes” “De acuerdo al planteamiento original, este beneficio estuvo vigente hasta el 2013. El Ministerio de Energía anunció la extensión de este programa hasta el 2019, a contar del 1 de enero de este año. Con esto, podrán acogerse a esta franquicia todos los proyectos inmobiliarios que cuenten con la recepción municipal a contar de esa fecha, y que cumplan con los requisitos técnicos y administrativos. Este beneficio se gatillaría una vez que la ley esté publicada en el Diario Oficial, lo que de acuerdo al Ministerio, sería dentro del primer semestre del 2015.” 2.1.4.1 Ámbito de aplicación Este reglamento establece que es aplicable para las viviendas y entiéndase por esto a “los bienes corporales inmuebles destinados a la habitación y las dependencias directas, tales como estacionamientos y bodegas apartados por un mismo permiso de edificación o un mismo proyecto de construcción, siempre y cuando el inmueble destinado a la habitación propiamente tal constituya la obra principal” (Ley N° 20.365). 2.1.4.2 Exigencias y zona climática Las exigencias del reglamento de acuerdo a la contribución de agua caliente sanitaria mediante energía solar térmica se establece según su zona climática y están estipulados en la tabla N°4 y corresponde al porcentaje de contribución.
32. 15 Las zonas climáticas para los sistemas solar térmico dependen de la radiación solar y se especifica en la tabla N°4. Tabla N°4: Contribución solar mínima de ACS para cada zona climática Zona Climática Radiación Solar Global Media Anual (H) Contribución Solar Mínima (KWh/m2 año) (%) A 1948 ≤ H 75 B 1701 ≤ H < 1948 66 C 1454 ≤ H < 1701 57 D 1208 ≤ H < 1454 48 E 961 ≤ H < 1208 39 F 961 < H 30 Fuente: (Ley N° 20.365). La contribución mínima solar está sujeta a un margen de tolerancia de un 15% con respecto a sus exigencias. La demanda de agua caliente sanitaria se estimara a una temperatura de referencia 45°C y se considerara los consumos diarios de agua potable diarios de agua caliente sanitaria por personas según el tipo de sistema solar térmico, ya sea para viviendas unifamiliar o multifamiliar, los valores por persona se representan en la tabla N°5.
33. 16 Tabla N°5: Demanda diaria de ACS por persona (Cp), según tipo de SST, a una temperatura de Referencia de 45°C Tipo de SST Cp (L/día) Unifamiliar 40 Multifamiliar 30 Fuente: (Ley N° 20.365). Para estimar el número de personas que habita una vivienda, el reglamento considerara los valores de la tabla N°6. Tabla N°6: Calculo de número de personas por vivienda N° de dormitorios 1 2 3 4 5 >5 N° de personas 1,5 3 4 6 7 N° de dormitorios Fuente; (Ley N° 20.365). Esta Reglamentación de contribución solar de agua caliente descrita en la Ley 20.365 junto con el Articulo 4.4.10 de la Ordenanza General De Urbanismo y Construcción respecto al aislamiento térmico de la envolvente, son las presentadas para el presente proyecto de título en el ámbito nacional. A continuación se presentará las normas extrajeras sujetas a la comparación.
34. 17 2.1.5 Reglamentación térmica de México La reglamentación mexicana se basa en la norma NMX-C-ONNCCE-2009 “INDUSTRIA DE LA CONSTRUCCIÓN - AISLAMIENTO TÉRMICO – VALOR “R” PARA LAS ENVOLVENTES DE VIVIENDA POR ZONA TÉRMICA PARA LA REPÚBLICA MEXICANA – ESPECIFICACIONES Y VERIFICACIÓN. Esta norma establece las especificaciones de resistencia térmica total (Valor “R”) que deben cumplir las viviendas a través de su envolvente para mejorar las condiciones de habitabilidad y para disminuir la demanda de energía utilizada para acondicionar térmicamente su interior, de acuerdo a la zona térmica del país en que se ubique. (NMX-C-406- ONNCCE, 2009). 2.1.5.1 Ámbito de Aplicación y Exigencia Esta Norma es aplicable a las viviendas y a las ampliaciones de las mismas, determinando el valor de su resistencia térmica mínima para techos, muros y entrepisos ventilados y los parámetros se encuentran divididos por zonas térmicas como también el propósito inmediato del aislamiento, que puede ser mínimo, para lograr habitabilidad o para lograr ahorro de energía, estos están estipulados en la tabla N°7. La resistencia térmica total mínima es aquella cuando la vivienda cumple al límite los estándares de construcción, no considera equipos de climatización, análisis y demanda energética, considerándose una vivienda pasiva, se utiliza únicamente la envolvente para protegerse del medio ambiente (sol, calor y temperatura).
35. 18 La resistencia térmica total para la habitabilidad es aquella que busca proporcionar un bienestar hidrotérmico a sus ocupantes, mediante el empleo de aislamiento térmico principalmente, observando la mejor orientación para evitar los asoleamientos prolongados y el empleo mínimo de equipos de climatización de calefacción o refrigeración, cuyo fin no es el ahorro energético. La resistencia térmica total para el ahorro de energía es aquella que el resultado de combinar el aislamiento térmico junto a una cuidadosa elección del sitio y emplazamiento, empleando equipos de climatización de menor consumo energético para mejorar la habitabilidad y hacer uso racional de energía Tabla N°7: Resistencia Térmica Total (Valor “R”) de un elemento de la envolvente Zona Térmica N° Techos m2 K/w Muros m2 K/w Entrepisos Ventilados m2 K/w Mínima Habitabilidad Ahorro de Energía Mínima Habitabilidad Ahorro de Energía Mínima Habitabilidad Ahorro de Energía 1 1,40 2,10 2,65 1,00 1,10 1,40 NA NA NA 2 1,40 2,10 2,65 1,00 1,10 1,40 0,70 1,10 1,20 3A, 3B y 3C 1,40 2,30 2,80 1,00 1,23 1,80 0,90 1,40 1.60 4A, 4B Y 4C 1,40 2,65 3,20 1,00 1,80 2,10 1,10 1,80 1,90 Fuente: (NMX-C-406-ONNCCE, 2009).
36. 19 El área ocupada por los vanos vidriados como ventanas o puertas con vidrio en más de la mitad de la superficie, incluyendo marcos, muros acristalados o cualquier hueco que permita el paso de la luz solar sebe ser igual o menor al 20% del área total del muro envolvente, en caso de que este porcentaje sea mayor se debe calcular su resistencia térmica y compararla con la resistencia térmica de muros correspondiente a la zona climática. 2.1.5.2 Zonificación térmica de México Semejante con la zonificación de Chile, la republica de México divide sus zonas térmicas en 4 zonas representadas en la figura N°4 las que se basa en el razonamiento de Grados-Día que son elaborados agrupando los datos climáticos de cada zona. Figura N°4: Mapa de zonificación térmica Mexicana Fuente: Organismo Nacional de Normalización y Certificación de la Construcción y Edificación, S.C. (ONNCCE)
37. 20 2.1.5.2.1 Grados-Día de calefacción y refrigeración Los Grados-Día de Calefacción (GDC) se señalan en el punto 2.1.2.2.1. Los Grados-Día de Refrigeración (GDR) ocurre cuando la diferencia entre esta y la Temperatura base es Positiva, esto refiere que la vivienda necesita refrigeración para obtener de esta manera el confort térmico. De esta forma las zonas de México se clasifican como lo indica la tabla N°8, utilizando una temperatura base de calefacción de 18°C y temperatura base de refrigeración de 10°C, estableciendo de esta manera un rango de temperatura confort entre estas dos temperaturas. Tabla N°8: Clasificación por Zona térmica Zona Térmica N° Clasificación con base en Grados Día 1 5000<GDR 10°C 2 3.500 < GDR 10°C ≤ 5.000 3A y 3B 2.500 < GDR 10°C ≤ 3.500 y GDC 18°C ≤ 3.000 3C GDC 18°C ≤ 2.000 4A y 4B GDR 10°C ≤ 2.500 y GDC 18°C ≤ 3.000 4C 2.000 ≤ GDC 18°C ≤ 3.000 Fuente: (NMX-C-406-ONNCCE, 2009).
38. 21 Nota: Las subclasificaciones A, B y C en la primera columna, son identificadas como: - Humedad (A). - Seca (B). - Marina (C). La zonificación térmica establece que si la vivienda es ubicada en una localidad Húmeda o seca su clasificación corresponde a grados días de calefacción y refrigeración, en cambio las viviendas ubicadas en localidad Marina recae solo para los grados día de calefacción. La Reglamentación de Térmica de México es muy similar a la de Reglamentación Térmica de Chile, ya que comprende similares criterios en términos de la envolvente térmica como techos o techumbre, muros y pisos o entrepisos ventilados, su diferencia principalmente es la del propósito a perseguir, es decir si se pretende la habitabilidad o el ahorro de energía en la vivienda.
39. 22 2.1.6 Marco Legal de España La Reglamentación Española se basa en el Documento Básico (DB) sobre Habitabilidad – Ahorro de Energía (DB-HE) del CTE que trata del ahorro de energía de forma muy global y tiene por objeto establecer reglas y procedimientos que permiten cumplir el requisito básico de ahorro de energía. Las secciones de este DB se corresponden con las exigencias básicas HE 1 a HE 5, y la sección HE 0 que se relaciona con varias de las anteriores. Las exigencias descritas en este documento hace distinciones en cuanto a la aplicación de sus contenidos, estos pueden ser por el uso de la edificación, por ejemplo, residencial, oficina, hospitales entre otras, como también la envergadura de la construcción, como los metros cuadrados construidos, entre otros criterios. 2.1.6.1 Limitación del consumo de energía La limitación del consumo de energía se dispone en el Documento Básico en la sección H0 el cual estable que el consumo de energías primaria no renovable no puede ser superado y esto se dispone según la zona climática de invierno de España. El objetivo del requisito básico “Ahorro de energía” consiste en conseguir un uso racional de la energía necesaria para la utilización de los edificios, reduciendo a límites sostenibles su consumo y conseguir asimismo que una parte de este consumo proceda de fuentes de energía renovable, como consecuencia de las características de su proyecto, construcción, uso y mantenimiento.
40. 23 2.1.6.1.1 Ámbito de aplicación El consumo energético límite es aplicable para edificios nuevos y existentes como también en edificaciones o partes de la misma que por sus características de utilización, estén abiertas de forma permanente y sean acondicionadas. 2.1.6.1.2 Exigencia Las exigencias con respecto a la cantidad límite de consumo energético de energía primaria no renovables para edificios de uso residencial privado pueden obtenerse mediante la ecuación N°1. Donde los valores del consumo energético y factor de corrección se obtienen en la tabla N°9 según su zona climática y la superficie útil. Ecuación N°1: Valor límite de consumo energético Cep,lim = Cep,base + 𝐹ep,sup 𝑆 Fuente: (Documento Básico sobre Habitabilidad – Ahorro de Energía, 2013) . Donde: Cep,lim: Valor límite de consumo energético de energía primaria no renovable para los servicios de calefacción y agua caliente sanitaria (ACS), expresada en KW*h/m2 *año. Cep,base: Valor base del consumo energético de energía primaria no renovable, dependiente de la zona climática de invierno correspondiente a la ubicación del edificio (tabla N°9).
41. 24 Fep,sup: Factor corrector por superficie del consumo energético de energía primaria no renovable que toma los valores de la tabla N°9. S: Superficie útil de los espacios habitables. Tabla N° 9: Valor base y factor corrector por superficie del consumo energético Zona climática de invierno α A B C D E Cep,base [kWh/m2 año] 40 40 45 50 60 70 Fep,sup 1000 1000 1000 1500 3000 4000 Fuente: (Documento Básico sobre Habitabilidad – Ahorro de Energía, 2013). 2.1.6.2 - Limitación de la demanda energética Según el Documento Básico sobre Habitabilidad sección H1 “Los edificios dispondrán de una envolvente de características tales que limite adecuadamente la demanda energética necesaria para alcanzar el bienestar térmico en función del clima de la localidad, del uso del edificio y del régimen de verano y de invierno, así como por sus características de aislamiento e inercia, permeabilidad al aire y exposición a la radiación solar, reduciendo el riesgo de aparición de humedades de condensación superficiales e intersticiales que puedan perjudicar sus características y tratando adecuadamente los puentes térmicos para limitar las pérdidas o ganancias de calor y evitar problemas higrotérmicos en los mismos”.
42. 25 2.1.6.2.1 Ámbito de aplicación La Sección es de aplicación en los edificios nuevos, e intervenciones de edificios existentes como ampliaciones y reforma que se entiende como cualquier trabajo u obra en un edificio existente distinto del que se lleva a cabo para el exclusivo mantenimiento del edificio. 2.1.6.2.2 Exigencias La demanda energética de los edificios se limita en función de la zona climática de invierno según la localidad en que se ubican y del uso previsto. En edificios de uso residencial privado, las características de los elementos de la envolvente térmica deben ser tales que eviten las descompensaciones en la calidad térmica de los diferentes espacios habitables. Se limitará igualmente la transferencia de calor entre unidades de distinto uso, y entre las unidades de uso y las zonas comunes del edificio. Se deben limitar los riesgos debidos a procesos que produzcan una merma significativa de las prestaciones térmicas o de la vida útil de los elementos que componen la envolvente térmica, tales como las condensaciones. Los edificios de uso residencial privado acogen una exigencia con respecto a la demanda energética de calefacción el cual no debe superar el valor límite el cual se obtiene de acuerdo a una Demanda de calefacción base y un factor de corrección por la superficie útil del edificio, mediante la ecuación N°2. Donde su demanda energética
43. 26 como factor de corrección corresponde según su zona climática de invierno y se encuentran en la tabla N°10. Ecuación N°2: Valor límite de la demanda energética. Dcal,lim = Dcal,base + 𝐹cal,sup 𝑆 Fuente: (Documento Básico sobre Habitabilidad – Ahorro de Energía, 2013). Donde: Dcal,lim es el valor límite de la demanda energética de calefacción, expresada en kW·h/m2 ·año, considerada la superficie útil de los espacios habitables; Dcal,base es el valor base de la demanda energética de calefacción, para cada zona climática de invierno correspondiente al edificio (tabla N°10). Fcal,sup es el factor corrector por superficie de la demanda energética de calefacción (tabla N°10). S es la superficie útil de los espacios habitables del edificio, en m2 .
44. 27 Tabla N°10: Valor base y factor corrector por superficie de la demanda de calefacción y valor límite de la demanda de refrigeración Zona climática de invierno α A B C D E Dcal,base [kWh/m2 año] 15 15 15 20 27 40 Fcal,sup 0 0 0 1000 2000 3000 Fuente: (Documento Básico sobre Habitabilidad – Ahorro de Energía, 2013). La presente documentación exige los parámetros de demanda energética de refrigeración Dref,lim, las cuales varían según su zona climática de verano y corresponden para zona 1, 2 y 3 de 15 kWh/m2 y para la zona climática 4 de 20 kWh/m2 . Esta sección del documento básico de ahorro de energía además señala las exigencias de trasmitancia térmica para los elementos que forman la envolvente térmica como muros y elementos en contacto con el terreno, cubierta y suelo en contacto con el aire, huecos (comportamiento conjunto de vidrios y marcos, incluye lucernarios) y la permeabilidad al aire de huecos que básicamente corresponde a la carpintería no deberán superar los valores establecido en la Tabla N°11 según la zona climática de invierno.
45. 28 Tabla N°11: Transmitancia térmica máxima y permeabilidad al aire de los elementos de la envolvente térmica Parámetro Zona climática de invierno Α A B C D E Transmitancia térmica de muros y elementos en contacto con el terreno (W/m2 K) 1,35 1,25 1,00 0,75 0,60 0,55 Transmitancia térmica de cubiertas y suelos en contacto con el aire (W/m2 K) 1,20 0,80 0,65 0,50 0,40 0,35 Transmitancia térmica de huecos (W/m2 K) 5,70 5,70 4,20 3,10 2,70 2,50 Permeabilidad al aire de huecos (m3 /h·m2 ) <50 <50 <50 <27 <27 <27 Fuente: (Documento Básico sobre Habitabilidad – Ahorro de Energía, 2013). Los elementos en contacto con el terreno, se refiero el documento al primer metro de muro enterrado o el primer metro del perímetro de suelo apoyado sobre el terreno hasta una profundidad de 0,5 m. La permeabilidad de las carpinterías, se define como la propiedad de una ventana o puerta de dejar pasar el aire cuando se encuentra sometida a una presión diferencial. Se caracteriza por la capacidad del paso del aire, expresada en m3 /h, indicada es la medida con una sobrepresión de 100 Pa. La definición de este concepto Se comprobará que la fijación de los cercos de las carpinterías que forman los huecos (puertas y ventanas) y lucernarios se realiza de tal manera que quede garantizada la
46. 29 estanqueidad a la permeabilidad del aire especificada. 2.1.6.2.3 Zonas climáticas La zonas climática de España se clasifican según su severidad de invierno los meses de enero, febrero, diciembre y su severidad de verano los meses de junio, julio agosto y septiembre, para su cálculo se considera sus grados-día en base a 20 °C de calefacción y refrigeración como la radiación solar media acumulado en los meses descritos y la cantidad de horas al día. En la figura N°5 muestra la zona climática de invierno y la severidad climática se ajustará de acuerdo con la diferencia de altura del emplazamiento en relación a la capital de provincia. Figura N°5: Mapa de zonificación térmica de España
47. 30 Fuente: http://www.aipex.es/panel/uploads/descargas/CTE_difusion_2014.pdf 2.1.6.3 Eficiencia energética de las instalaciones de iluminación El documento básico también promueve el ahorro energético de las instalaciones de iluminación en la sección H3, el cual instruye que los edificios dispongan de instalaciones de iluminación adecuadas a las necesidades de sus usuarios y a la vez eficaces energéticamente disponiendo de un sistema de control que permita ajustar el encendido a la ocupación real de la zona, así como de un sistema de regulación que optimice el aprovechamiento de la luz natural, en las zonas que reúnan unas determinadas condiciones. 2.1.6.3.1 Ámbito de aplicación Su aplicación radica en edificios nuevos, intervenciones en edificios existentes en que la superficie útil sea superior a 1000 m2 , cambio de uso característico del edificio, pero el documento excluye interiores de viviendas. 2.1.6.3.2 Exigencias Las exigencias estipuladas para la eficiencia energética de las instalaciones de iluminación se basan en el Valor de Eficiencia Energética de la Instalación (VEEI) medida en W/m2 por cada 100 de lux y se determina mediante la ecuación N°3. Ecuación N°3: Valor de la Eficiencia Energética de la Instalación 𝑉𝐸𝐸𝐼 = 𝑃 × 100 𝑆 × Em
48. 31 Fuente: (Documento Básico sobre Habitabilidad – Ahorro de Energía, 2013). Donde: P es la potencia de la lámpara más el equipo auxiliar [W]; S es la superficie iluminada [m2 ]; Em es la iluminancia media horizontal mantenida [lux]. 2.1.6.4 Contribución solar mínima de agua caliente sanitaria Estas exigencias se establecen en el Documento Básico en la sección H4 el cual pretende que los edificios, con previsión de demanda de agua caliente sanitaria (ACS) o de climatización de piscina cubierta, una parte de las necesidades energéticas térmicas derivadas de esa demanda se cubrirá mediante la incorporación en los mismos de sistemas de captación, almacenamiento y utilización de energía solar de baja temperatura, adecuada a la radiación solar global de su localidad y a la demanda de agua caliente del edificio o de la piscina. Los valores derivados de esta exigencia básica están descritos según su zona climática de radiación solar. 2.1.6.4.1 Ámbito de Aplicación Esta sección es aplicable para Los Edificios de nueva construcción o edificios existentes en que se reforme íntegramente el edificio o la instalación térmica o se produzca
49. 32 un cambio de uso característico, en el que exista una demanda de ACS superior a 50 l/d. Ampliaciones o intervenciones no cubiertas en el punto anterior, en edificios existentes con una demanda inicial de ACS superior a 5000 l/d, que supongan un incremento superior al 50% de la demanda inicial, climatizaciones de Piscinas cubiertas nuevas, existentes en las que se renueve la instalación térmica o piscinas descubiertas existentes que pasen a ser cubiertas. 2.1.6.4.2. Exigencias En el documento se establece una contribución mínima de energía solar Térmica en función de la zona climática según su radiación solar global media anual y de la demanda de agua caliente sanitaria o de climatización de piscina del edificio (litros/día). En la tabla N°12 establece según la zona climática de radiación solar, la contribución solar mínima para el agua caliente sanitaria a una temperatura de referencia de 60°C.
50. 33 Tabla N°12: Contribución solar mínima anual para ACS y Climatización de Piscinas cubiertas en % Demanda Total de ACS del edificio (l/d) Zona climática I II III IV V 50 - 5.000 30 30 40 50 60 5.000 – 10.000 30 40 50 60 70 > 10.000 30 50 60 70 70 Piscinas cubiertas 30 30 50 60 70 Fuente: Elaboración propia en base a (Documento Básico sobre Habitabilidad – Ahorro de Energía, 2013). La contribución solar mínima puede ser afectada por perdidas por orientación, inclinación y sobras que incidiría sobre la superficie de captación, estas pérdidas se expresan como porcentaje de la radiación solar que incidiría sobre la superficie orientada al sur, a la inclinación óptima y sin sobras y se describen en la tabla N°13.
51. 34 Tabla N°13: Pérdidas Límite Caso Orientación e inclinación Sombras Total General 10% 10% 15% Superposición de captadores 20% 15% 30% Integración arquitectónica de captadores 40% 20% 50% Fuente: (Documento Básico sobre Habitabilidad – Ahorro de Energía, 2013). Este porcentaje de pérdidas no supone una minoración de los requisitos de contribución solar mínima exigida. En todos los casos se han de cumplir tres condiciones: las pérdidas por orientación e inclinación, las pérdidas por sombras y las pérdidas totales deberán ser inferiores a los límites estipulados en la tabla anterior, respecto a los valores de energía obtenidos considerando la orientación e inclinación óptimas y sin sombra alguna. Para el cálculo de la demanda el documento establece los valores unitarios para cada destino de la edificación, que para la Vivienda establece 28 Litros/días por persona a una temperatura de 60°C. Para el cálculo de la demanda de agua caliente sanitaria a una temperatura elegida
52. 35 se debe realizar con la ecuación N°4. Ecuación N°4: Demanda de agua caliente sanitaria a una temperatura elegida 𝐷𝑖(𝑇) = 𝐷𝑖(60°𝐶) × 60 − 𝑇𝑖 𝑇 − 𝑇𝑖 Fuente: (Documento Básico sobre Habitabilidad – Ahorro de Energía, 2013). Donde: Di(T): Demanda de agua caliente sanitaria para el mes i a la temperatura T elegida; Di(60°C): Demanda de agua caliente sanitaria para el mes i a la temperatura 60°C; T: Temperatura del acumulador final; Ti: Temperatura media del agua fría en el mes i (a modo de cálculo 12°C). Para el uso residencial privado el cálculo del número de personas por vivienda deberá hacerse utilizando los valores mínimos que establece la tabla N°14. Tabla N°14: Valores mínimos de ocupación de cálculo en uso residencial privado Número de dormitorios 1 2 3 4 5 6 ≥6 Número de Personas 1,5 3 4 5 6 6 7
53. 36 Fuente: (Documento Básico sobre Habitabilidad – Ahorro de Energía, 2013). 2.1.6.4.3. Zona climática. La zona climática marca los límites de zonas homogéneas a efectos de la exigencia. Las zonas se han definido teniendo en cuenta la Radiación Solar Global media diaria anual sobre superficie horizontal (H) expresadas en kWh/m2 , tomando los intervalos que se relacionan para cada una de las zonas, como se indica a continuación en la tabla N°15. Tabla N°15: Radiación solar global media anual. Zona climática Radiación solar global media diaria anual (kWh/m2 ) I H < 3,8 II 3,8 ≤ H < 4,2 III 4,2 ≤ H <4,6 IV 4,6 ≤ H <50 V H ≥ 5,0 Fuente: (Documento Básico sobre Habitabilidad – Ahorro de Energía, 2013). En la figura N°6 se representan las zonas gráficamente.
54. 37 Figura N°6: Mapa zona Climática Radiación Solar Global Fuente: (http://www.oficinacambioclimaticosantander.es/opencms/opencms/Energia.Solar) 2.1.6.5 Contribución Fotovoltaica mínima de energía eléctrica La contribución Fotovoltaica mínima de Energía Eléctrica establecidos en el Documento Básico H5 establece que en los edificios se incorporarán sistemas de captación y transformación de energía solar en energía eléctrica por procedimientos fotovoltaicos para uso propio o suministro a la red. Los valores derivados de esta exigencia básica tendrán la consideración de mínimos, sin perjuicio de valores más estrictos que puedan ser establecidos por las administraciones competentes y que contribuyan a la sostenibilidad, atendiendo a las características propias de su localización y ámbito territorial.
55. 38 2.1.6.5.1 Ámbito de aplicación Su aplicación se establece para Edificios de nueva construcción y a edificios existentes que se reformen íntegramente, o en los que se produzca un cambio de uso característico del mismo para los usos descritos en la tabla N°16, cuando se superen los 5000 m2 de superficie construida. Como también Ampliaciones en edificios existentes, cuando la aplicación corresponda a alguno de los usos establecidos en tabla N°16 y la misma supere 5000 m2 de superficie construida. Tabla N°16: Ámbito de aplicación HE 5 Tipo de uso Hipermercado Multi-tienda y centros de ocio Nave de almacenamiento y distribución Instalaciones deportivas cubiertas Hospitales, clínicas y residencias asistidas Pabellones de recintos feriales Fuente: (Documento Básico sobre Habitabilidad – Ahorro de Energía, 2013).
56. 39 La reglamentaciones presentadas en el presente capitulo tiene como objetivo, el de disminuir el consumo energético de alguna u otra forma, las normas térmicas como la Mexicana y la Chilena pretenden el uso racionalizado de calefacción y refrigeración según la estación de invierno y verano principalmente, y la ley 20.365, busca la integración de la energía proveniente de recursos renovables, similar al de la Reglamentación de España el cual integra tanto como las normas térmicas que pretenden disminuir el consumo energético de climatización como también el aporte de energías renovables y todo se presenta en un documento.
57. 40 CAPÍTULO III 3.1 CARACTERIZACIÓN Y COMPARACIÓN DE LAS NORMAS 3.1.1 Introducción El en presente capítulo se dará a conocer las características de cada normativa acogida en este proyecto de manera de simplificar los datos con el fin de comprender mejor las exigencias acogidas de cana normativa. Como lo observamos en el capítulo anterior las normas de Chile descritas en el capítulo 4.1.10 de la Ordenanza General de Urbanismo y Construcción que señala los valores de trasmitancia térmica y resistencia térmica de los elementos que conformen la envolvente térmica y la ley N° 20.365 que establece franquicia tributaria respecto de sistemas solares térmicos, al igual que la reglamentación de México referida en la NMX – C – 460 – ONNCCE – 2009 sobre la resistencia térmica al igual que el caso Nacional y finalmente las exigencias del Documento Básico sobre Habitabilidad – Ahorro de energía del CTE en el caso de España nos muestran distintos razonamientos que involucran el concepto de ahorro de energía el cual será desglosada para luego generar una comparación de ya descritas según una zona climática en común utilizando las características climatológicas y de radiación solar de Santiago de Chile y las ciudades Española y Mexicana más similares.
58. 41 3.1.2 Normativa de Chile Las normas o exigencias de Chile están descritas en el capítulo 4.1.10 de la Ordenanza General de Urbanismo y Construcción, La cual establece los requisitos de trasmitancia térmica para la vivienda según su zona climática de invierno. De “distinta manera” la Ley N° 20.365 nos aporta el porcentaje de contribución solar mínima de agua caliente sanitaria, digo “distinta manera” porque esta ley no es de carácter obligatorio y su aplicación ofrece beneficios tributarios. Tabla N°17: Exigencias de La Norma de Chile Normativa de Chile Exigencias Techumbre Pisos Ventilados Muros Ventanas Contribución solar de agua caliente sanitaria* Zonificación Térmica y climática Grado-Día de calefacción, radiación solar* Fuente: Elaboración Propia en base a Articulo 4.1.10 de la OGUC; (Reglamento de la ley Nº 20.365, 2008). * No es de carácter obligatorio.
59. 42 3.1.3 Normativa de México La Reglamentación de México descrita en la Norma NMX-C-ONNCCE-2009 “Industria De La Construcción – Aislamiento Térmico – Valor “R” Para Las Envolventes De Viviendas Por Zona Térmica Para La República Mexicana – Especificaciones Y Verificación” señala de forma separada el propósito de habitabilidad o ahorro de energía de la vivienda. Los elementos descritos en la tabla N°18 son los señalados en la reglamentación Tabla N°18: Exigencias de La Norma de México Normativa de Mexico Exigencias Techo Muros Entrepisos ventilados ventanas Zonificación Térmica Grado-Día de calefacción y refrigeración Fuente: Elaboración Propia en base a (NMX-C-406-ONNCCE, 2009). 3.1.4 Normativa de España La reglamentación de España descrita en el Documento Básico Sobre Habitabilidad – ahorro de energía (DB – HE) del CTE comprende las exigencias de consumo energético de energía no renovable para calefacción, refrigeración y agua
60. 43 caliente sanitaria (ACS), al igual que la demanda energética límites de calefacción y refrigeración, además de la transmitancia de los elementos de la envolvente, la contribución solar mínima de ACS, todas estas características son aplicables en viviendas o edificaciones de uso residencial, la eficiencia de las instalaciones de iluminación y contribución fotovoltaica mínima de energía eléctrica no son aplicadas para la construcción de viviendas y por eso estas se eximen de dichas reglamentaciones. Las características de esta documentación están descritas en la tabla N°19. Tabla N°19: Exigencia de la norma de España. Normativa de España Exigencias Consumo energético Pisos ventilados Demanda energética Vidrios y marcos Muros y Elementos en contacto con el terreno Techumbre contribución solar de agua caliente sanitaria Permeabilidad del aire de huecos Zona climática Invierno, verano, radiación solar Fuente: Elaboración Propia en base a (Documento Básico sobre Habitabilidad – Ahorro de Energía, 2013).
61. 44 3.1.5 Comparación de las Normas Con la caracterización de las normas mencionadas que comprenden los países de Chile, México y España, presentadas en el capítulo 3 se procederá a la comparación de sus exigencias para formular los posteriores análisis y conclusiones. Estas comparaciones se pueden observar en la tabla N°20, que determina según el país, las diversas exigencias y contemplaciones de las normas estudiadas que son aplicables en la vivienda o sector residencial privado, con el fin de poder comparar las características similares posteriormente, y observar de forma simplificada las normativas que buscan la eficiencia de energía.
62. 45 Tabla N°20: Comparación simplificada de Las Normas de Chile, México, España Exigencias Chile México España Techumbre    Muros    Pisos ventilados    Ventanas    Elementos en contacto con el Terreno  Permeabilidad al aire de huecos  Consumo energético  Demanda energética  contribución solar de agua caliente sanitaria  *  Zonificación Grados-Día de calefacción, radiación solar Grados-Día calefacción, refrigeración Invierno, verano, radiación solar Fuente: Elaboración Propia. * No es de carácter obligatorio Con respecto al ahorro energético queda en evidencia que España es el que aporta más criterios. Se realizará un análisis más minucioso con respecto a las características similares de cada norma, aplicada a una zona térmica comparable de los 3 países.
63. 46 3.1.5.1 Comparación de zonas climáticas y exigencias de la envolvente térmica. Para la comparación más detallada de las exigencias descritas y simplificadas en el punto 3.1.5 se procederá a comparar cada ítem con respecto a la ciudad de Santiago de Chile debido a que es la más poblada del territorio Nacional y por consiguiente la que mejor nos representa. Santiago de Chile pertenece a una zona climática 3 y las ciudades o municipios extranjeros, acogidos en la Proyecto de Título, semejantes en relación a las siguientes características climáticas como la temperatura media anual, la humedad relativa, y también el número de precipitaciones anuales, serán seleccionados para determinar las zonas climáticas similares y correspondientes a Santiago. Las ciudades semejantes a Santiago de Chile son Toledo de España y Pachuca de Soto de México. La tabla N°21 se presentan las características climatológicas consideradas para lograr establecer variables que permitan la comparación climática.
64. 47 Tabla N°21: Comparación de zonas climáticas según T° media anual (°C), Humedad relativa (%), Numero de precipitaciones (mm) Ciudad /País T° Media anual (°C) Humedad Relativa (%) Numero de precipitaciones (mm) Zona climática Santiago/Chile 14,8 61 266,7 Zona 3 Toledo/España 15,8 59 342,2 Zona C4 Pachuca/México 14 62 392 Zona 4B Fuente: Elaboración propia según (Dirección Meteorológica de Chile); (Agencia Estatal de Meteorología, España); (weatherbase, Pachuca, Mexico); (Manual de aplicacion, Reglamentación térmica, OGUC articulo 4.1.10, 2006); (Documento Básico sobre Habitabilidad – Ahorro de Energía, 2013); (NMX-C-406-ONNCCE, 2009). En la tabla N°22 se muestra las exigencias con respecto a su envolvente térmico según las zonas semejantes descritas en la tabla N° 21, lo que permitirá comparar las características de cada exigencia y evidenciar gráficamente nuevos criterios.
65. 48 Tabla N°22: Comparación de transmitancia térmica respecto a una zonificación térmica. [W/m2K] Chile/ Zona 3 España/Zona C4 México/Zona 4B Mínima habitabilidad Ahorro de energía Techumbre 0,47 0,5 0,71 0,37 0,31 Muros 1,9 0,75 1,0 0,55 0,47 Elementos en contacto con el terreno - 0,75 - - - Pisos ventilados 0,7 0,5 0,9 0,55 0,52 Marcos - 3,1 - - - Permeabilidad al aire (m3 /h m2 ) - < 27 - - - Vidrios Monolíticos Doble vidriado hermético 3,1 >20%; U = muros 3,6≥U>2,4 U≤2,4 Superficie vidriada maxima 25% 60% 75% - 20% 20% 20% Fuente: Elaboración propia en base a Articulo 4.1.10 de la OGUC; (Documento Básico sobre Habitabilidad – Ahorro de Energía, 2013); (NMX-C-406- ONNCCE, 2009). Nota: Conversión de valores en la norma mexicana de [m2 K/W] a [W/m2 K] Los porcentajes de exigencia para muros, pisos ventilados y techumbre, según su transmitancia térmica en comparación con la Normativa Chilena se representan gráficamente en la tabla N°23.
66. 49 Los porcentajes positivos correspondes a que el requerimiento es más severo con respecto a la Normativa Nacional y los porcentajes negativos significan que están por debajo de las Exigencias Chilenas. Tabla N°23: Comparación porcentual de transmitancia térmica con respecto a la Normativa Chilena Chile/ Zona 3 [W/m2 K] España/Zona C4 México/Zona 4B Mínima Habitabilidad Ahorro de energía Techumbre 0,47 -6% -51% 21% 34% Muros 1,9 61% 47% 71% 75% Pisos Ventilados 0,7 29% -29% 21% 26% Fuente: Elaboración propia en base a Articulo 4.1.10 de la OGUC; (Documento Básico sobre Habitabilidad – Ahorro de Energía, 2013); (NMX-C-406- ONNCCE, 2009). Para observar de mejor manera las comparaciones en relación a la trasmitancia térmica en vidrios y porcentaje del mismo se extrajo parte de la tabla N°22, y se modificó para su mejor análisis en la tabla N°24.
67. 50 Tabla N°24: Comparación de vidrios según su transmitancia térmica [W/m2 K] en y porcentaje se superficie máxima Chile/ Zona 3 España/Zona C4 México/Zona 4B Mínima habitabilidad Ahorro de energía Vidrios Monolíticos Doble vidriado hermético 3,1 - 1,0 - 0,55 - 0,47 3,6≥U>2,4 U≤2,4 Superficie vidriada % 25% 60% 75% - ≤20 >20 ≤20 >20 ≤20 >20 Fuente: Elaboración propia en base a Articulo 4.1.10 de la OGUC; (Documento Básico sobre Habitabilidad – Ahorro de Energía, 2013); (NMX-C-406- ONNCCE, 2009). 3.1.5.1.1 Análisis La Reglamentación Nacional con respecto a la Transmitancia térmica es similar en términos de cálculo con la Reglamentación Española y la Normativa Mexicana. En términos de exigencia, la Norma Mexicana es la única de esta proyecto que subdivide en 3 niveles sus parámetros según el propósito del aislamiento de la vivienda, mínima, habitabilidad y ahorro de energía, que se diferencian en que el primero no se consideran equipos de climatización (únicamente la envolvente térmica) y el más severo que considera el sitio, emplazamiento, equipos de climatización de menor consumo para lograr el ahorro energético, siendo el propósito de habitabilidad un caso intermedio que no busca la eficiencia energética. En el caso de sus vidrios, propone una superficie máxima sin requisito de transmitancia, que al ser superada sus exigencias son las más severas al exigir el mismo requerimiento que los muros.
68. 51 En el caso de la Normativa Española sus intención de aislación consiste en el ahorro energético y su forma de dividir sus parámetros de trasmitancia son más amplios en relación a la norma de Chile, en sentido de que la norma Nacional divide sus exigencias en “muros, techumbre, y pisos ventilados”, en cambio la normativa española señala “muros y elementos en contacto con el terreno”, que el caso Nacional no considera que corresponden al primer metro de muro enterrado, o el primer metro del perímetro del suelo apoyado sobre el terreno hasta una profundidad de 0,5 m, “cubierta y suelo en contacto con el aire” y “transmitancia térmica de huecos”, que no posee una superficie máxima vidriada y solo se rige por el valor máximo de trasmitancia de este. Otro criterio acogido en esta normativa es la permeabilidad del aire, que establece la capacidad del paso del aire en ventanas o puertas cuando es sometida a una presión diferencial. Otro elemento sujeto a la comparación son las temperaturas bases de referencia para lograr el confort térmico, las que México divide en 18°C y 10°C para calefacción y refrigeración, esto quiere decir que establece un rango de temperatura de confort entre 10°C y 18°C, España lo hace de 20°C para ambos casos, estableciendo que la temperatura de confort no es un rango sino una temperatura específica y Chile 15°C para calefacción, estableciendo que la temperatura de confort tiene que ser superior a esta lo que implica que las zonas térmicas de chile descritas en la OGDC, no tienen criterio para zonas en que la refrigeración puede ser significativas.
69. 52 3.1.5.2 Comparación de contribución solar mínima de agua caliente sanitaria. Para realizar la comparación de contribución solar mínima de ACS es necesario realizar otro tipo de comparación de zona climática, ya que para estos efectos es necesario determinar la radiación solar global media diaria anual. En el caso Nacional se encuentran en la tabla N°4 en la página N°15 y en el similar de España en la tabla N°15 en la página N°35. Santiago de chile según su geografía posee una radiación solar global media anual de 1843 [kWh/m2 año], con lo que podemos determinar la zona climática a la cual pertenece. En el caso Nacional pertenece a una zona climática B, y zona climática V según la reglamentación española. Con la similitud de climas realizada podemos realizar la comparación de contribución de ACS en la tabla N° 25.
70. 53 Tabla N°25: Comparación de la contribución Solar mínima de ACS. País/Zona Climática Radiación solar global media anual (H) [kWh/m2 año] Contribución solar mínima de agua caliente sanitaria [%] Demanda de agua caliente sanitaria Por persona [litros/día] Chile/Zona B 1701 ≤ H < 1948 66 Unifamiliar Multifamiliar 40 (45°C) 30 (45°C) España/Zona V H ≥ 1825 Demanda total (litros/día) % 28 (60°C) / 40,7 (45°C)* 50-5.000 60 5.000-10.000 70 <10.000 70 Fuente: Elaboración propia en base a (Reglamento de la ley Nº 20.365, 2008), (Documento Básico sobre Habitabilidad – Ahorro de Energía, 2013). Nota: La reglamentación Española habla de la radiación solar global media diaria anual, por lo que “H” se multiplico por la cantidad de días al año. *Conversión de la demanda de ACS según ecuación N°4 en la Página N°3. 3.1.5.2.1 Análisis En el caso de la comparación de contribución solar mínima de ACS entre las normas acogidas a esta investigación Chile, España, México, este último no posee este tipo de normativas y la reglamentación Nacional lo plantea de forma opcional a cambio de beneficios tributarios lo cual solo la reglamentación española lo exige de carácter obligatorio.
71. 54 Como se observa en la Tabla N°25, Chile establece un porcentaje de contribución solar mínima para cada zona, en cambio la reglamentación española establece sus exigencias en base de dos criterios, por la zona climática que pertenece y por cantidad de litros consumidos al día.
72. 55 CAPÍTULO IV 4.1 PROPUESTA DE MEJORA EN EL MARCO LEGAL CHILENO La actual Reglamentación Térmica Chilena descrita en el artículo 4.1.10 de la Ordenanza General de Urbanismo y Construcción señala los parámetros de la trasmitancia térmica o resistencia térmica para los elementos de la envolvente térmica de una vivienda que consiste en muros, pisos ventilados, y techumbre, pudiendo acoger de la Reglamentación Española estipulada en el Documento Básico Sobre Habitabilidad – ahorro de energía (DB – HE) del CTE los elementos en contacto con el terreno, refiriéndose a la trasmitancia térmica límite del primer metro de muro enterrado o el primer metro del perímetro de suelo apoyado sobre el terreno hasta una profundidad de 0,5 m, los cuales establecen que se puede generar pérdidas o ganancias de temperatura por el suelo a poca profundidad, otra mejora acogido del documento básico es la permeabilidad al aire de la carpintería, el cual busca la estanquidad del aire en puertas y ventanas según se especifica, los cuales aportarían de mejor manera resistencia térmica para el hogar. Otra mejora a la reglamentación Nacional, de manera de transición al concepto de ahorro energético es la observada en la norma mexicana descrita en NMX – C – 460 – ONNCCE – 2009, la cual además de exigir de resistencia térmica según su zona climática lo divide según el propósito de la vivienda, acogiendo los propósitos mínimos, habitabilidad y ahorro energético que consiste en establecer si la vivienda es de carácter pasiva (solo contempla los elementos de la envolvente para
73. 56 lograr el confort térmico), hasta la combinación de aislamiento térmico junto con el sitio, emplazamiento y sistemas de climatización de menor consumo para lograr el propósito de ahorro energético. En la tabla N°26 muestra las mejoras antes descritas según su transmitancia térmica, de manera de visualizar mejor lo planteado y poder observar gráficamente el cometido del proyecto, caracterizando las exigencias respecto a las Zonas Térmicas del territorio Nacional, con las mencionadas propuestas.
74. 57 Tabla N°26: Propuestas de transmitancia térmica según normas extranjeras. [W/m2K]. Z O N A C L I M Á T I C A Techumbre Muro Pisos ventilados Elemento en contacto con el terreno Permeabil idad del aire Mínimo Habitabilidad Ahorroenergético Mínimo Habitabilidad Ahorroenergético Mínimo Habitabilidad Ahorroenergético Mínimo Habitabilidad Ahorroenergético Ahorroenergético 1 0,84 0,67 0,59 4,0 3,2 2,8 3,60 2,88 2,52 4,0 3,2 2,8 <50 2 0,60 0,48 0,42 3,0 2,4 2,1 0,87 0,70 0,61 3,0 2,4 2,1 <50 3 0,47 0,38 0,33 1,9 1,5 1,3 0,70 0,56 0,49 1,9 1,5 1,3 <50 4 0,38 0,30 0,27 1,7 1,4 1.2 0,60 0,48 0,42 1,7 1,4 1.2 <27 5 0,33 0,26 0,23 1,6 1,3 1,1 0,50 0,40 0,35 1,6 1,3 1,1 <27 6 0,28 0,22 0.20 1,1 0,9 0,7 0,39 0,31 0,27 1,1 0,9 0,7 <27 7 0,25 0,20 0,18 0,6 0,5 0,4 0,32 0,26 0,22 0,6 0,5 0,4 <27 Fuente: Elaboración Propia. Nota: los valores mínimos corresponden a los actuales por la reglamentación nacional, y los valores de habitabilidad y ahorro de energía corresponden a un 20% y 30% más severos respectivamente.
75. 58 En lo que comprende las ventanas, España en el Documento Básico Sobre Habitabilidad – ahorro de energía (DB – HE) del CTE, no posee exigencia con respecto a una superficie vidriada, posee un valor de trasmitancia por cada zona, en cambio la NMX – C – 460 – ONNCCE – 2009 “Industria De La Construcción – Aislamiento Térmico – Valor “R” Para Las Envolventes De Viviendas Por Zona Térmica Para La República Mexicana – Especificaciones Y Verificación”– posee un porcentaje máximo sin cálculo de transmitancia, y al ser superado la superficie vidriada, se calcula su resistencia y se exige como si fuera muros, el cual, como hemos visto puede variar según su propósito, en la tabla N°27 se muestran las mejoras acogidas a la actual reglamentación térmica Tabla N°27: Propuesta de porcentaje máximo de superficie Vidriada. Zona térmica % Máximo de superficie Vidriada Respecto a Parámetros Verticales de la Envolvente vidrio monolítico doble vidriado hermético 3,6 [W/m2 K] ≥ U > 2,2 [W/m2 K] U ≤ 2,4 [W/m2 K] mínimo mínimo habitabilidad ahorro energético mínimo habitabilidad ahorro energético 1 50% 60% 53% 48% 80% 70% 64% 2 40% 60% 53% 48% 80% 70% 64% 3 25% 60% 53% 48% 80% 70% 64% 4 21% 60% 53% 48% 75% 66% 60% 5 18% 51% 45% 41% 70% 62% 56% 6 14% 37% 33% 30% 55% 48% 44% 7 12% 28% 25% 22% 37% 33% 30% Fuente: Elaboración propia.
76. 59 Nota: El porcentaje mínimo corresponde a la actual exigencia nacional, los porcentajes de habitabilidad y ahorro energético son un 10% y 20% respectivamente. En estas dos tablas se establece las mejoras con respecto a la envolvente térmica de las viviendas, que tiene por objeto lograr el confort térmico dentro del hogar, esto quiere decir que se pretende disminuir la necesidad principalmente de calefacción en invierno como la de refrigeración en verano, disminuyendo los costos de climatización de energías no renovables como lo es el gas licuado o gas tradicional o como también parafina o leña que son los mayores contaminantes de las residencias. Por otra parte las propuestas con respecto al consumo energético en nuestro país están descritas en relación a las características de la utilización de la energía. El consumo energético a nivel Nacional de las viviendas corresponde al 22 %, de las cuales en el uso residencial por combustible se representa en la figura N°7. Figura N°7: Consumo de energía por combustibles. Fuente: (Balance Nacional de energía).
77. 60 La leña es principalmente usada en el sur y para calefacción. Sacando la leña de la ecuación se puede observar el consumo de todos los combustibles en el caso residencial en la figura N°8. Figura N°8: Consumo de energía residencial de todos los combustibles. Fuente: (Balance Nacional de energía), La eficiencia energética para instalaciones de iluminación descrita en el Documento Básico Sobre Habitabilidad – ahorro de energía (DB – HE) del CTE en el caso de la Reglamentación de España, describe que no es aplicable para viviendas, según los estudios realizados en nuestro país, estos requerimientos coinciden en el criterio de no aplicabilidad por los datos demostrados en la figura N°8 en donde la iluminación equivale a un 2,8% del consumo de la vivienda. En el caso de la contribución fotovoltaica mínima que describe la reglamentación de España no es aplicable para viviendas, los estudios realizados en nuestro país con respecto a la factibilidad técnica demuestran que los costos
78. 61 iniciales son muy elevados y se considera una solución para localidades remotas. (Sergio Quiroga Bachur, Javier Peña Todescat, 2014). Un mejoramiento en términos de ahorro energético sería la obligatoriedad de la contribución solar de agua caliente sanitaria ya que el consumo es significativo en las edificaciones de uso residencial, como lo describe la Ley 20.365, y acogiendo los criterios de la reglamentación de España, en el DB HE 3 “Contribución solar mínima de agua caliente sanitaria” se propone una sola demanda de agua caliente sanitaria, es decir no clasificar entre viviendas unifamiliar o multifamiliar, pero exigiendo distintos porcentajes de contribución solar mínima de agua caliente sanitaria según la demanda total y la zona climática. En la Tabla N°28 se propone los mejoramientos al marco legal de Chile. Tabla N°28: Propuesta de contribución solar mínima para agua caliente sanitaria. Zona Climática Contribución Solar Mínima % Demanda total > 1200 (l/d) Demanda total > 1200 (l/d) A 75 75 B 66 70 C 57 63 D 48 53 E 39 44 F 30 33 Fuente: Elaboración propia en base a (Reglamento de la ley Nº 20.365, 2008).
79. 62 Se propone que el ámbito de aplicación para la contribución de agua caliente sanitaria para viviendas debe ser según su demanda diaria, exigiendo un mínimo de 240 (L/día) por edificación, con una demanda por persona de 40 (L/día), equivalente a un viviendas desde 4 dormitorio (tabla N°6)
80. 63 CAPÍTULO V 5.1 CONCLUSIÓN En nuestro país la actual reglamentación térmica señalada en la Ordenanza General de Urbanismo y Construcción en el artículo 4.1.10 respecto a los requerimientos de la envolvente térmica, no tiene como propósito el horro energético sino el de habitabilidad de la vivienda, por lo que existe la necesidad del mejoramiento del mismo, dejando en evidencia que Chile carece de cultura energética ya que se utiliza discriminadamente el uso de energías no renovables, que como tal se agotan cada día más. Al establecer requerimientos más estrictos solo en la envolvente térmica se puede disminuir considerablemente el uso de sistemas de climatización, pudiendo lograr establecer una temperatura de confort con mayor facilidad, considerando según lo estudiado que el consumo energético de calefacción es uno de los más significativos, los cuales el uso de gas tradicional, parafina y leña son los más comunes para lograr la temperatura deseada y también los más dañinos para la salud debido a la contaminación dentro del hogar. Otro requerimiento que contribuye al ahorro energético es la contribución solar de agua caliente sanitaria, que también representa un alto consumo energético en nuestro país, pudiendo aportar de esta forma con energía renovable proveniente del sol y no
81. 64 contaminantes, la actual reglamentación solo considera este requerimiento de forma opcional en cambio la reglamentación extranjera estudiada en el presente proyecto lo integra de forma obligatorio según las características mismas de la construcción El uso de eficiencia energética de las instalaciones de iluminación descrita en la norma extranjera estudiada excluye el uso en viviendas, En Chile el aporte en la vivienda no es significativo ya que este representa un bajo consumo energético y sus beneficios no son relevantes, Las normas extranjeras que acogen la contribución de paneles fotovoltaicos excluyen las viviendas ya que estas representan un costo muy elevado y las aplicaciones principalmente son para construcciones de carácter público y de grandes dimensiones y en Chile continua siendo una solución para localidades remotas. La Normativa Española presenta un documento que integra las características del ahorro energético, sin duda esta manera de presentar la reglamentación está por sobre las características nacionales, el cual presenta un marco legal complejo que con el tiempo uno logra manejar adecuadamente. Para finalizar, el deseo de que Chile tenga un desarrollo de mayor sustentabilidad energética es importante implementar requerimientos “obligatorios” a corto plazo ya que como observamos en el presente proyecto, existen países avanzados en la materia y se van actualizando con frecuencia para lograr el objetivo de ahorro energético.
82. 65 BIBLIOGRAFÍA Balance Nacional de energía. (2006, CNE). AEMet, A. E. (s.f.). aemet. Obtenido de http://www.aemet.es/es/ Agencia Estatal de Meteorología, España. (s.f.). Recuperado el 20 de 03 de 2015, de http://www.aemet.es/es/conocermas/publicaciones/detalles/guia_resumida_2010 AIEPEX. (s.f.). Obtenido de http://www.rehabilita.es/fotos/100104092301_drZ5.pdf AIEPEX. (s.f.). Asociación Ibérica de Poliestireno extruído. Obtenido de http://www.rehabilita.es/fotos/100104092301_drZ5.pdf building. (s.f.). Daw building Solutions. Obtenido de http://building.dow.com Capel, J. J. (s.f.). La humedad relativa en los Estados Méxicanos. CDT. (2010). Dirección Meteorológica de Chile. (s.f.). Recuperado el 20 de marzo de 2015, de Dirección Meteorológica de Chile: http://164.77.222.61/climatologia/ DMC, D. M. (s.f.). meteochile. Obtenido de http://164.77.222.61/climatologia/php/menuAnuarios.php DMC, L. D. (s.f.). meteochile. Obtenido de http://www.meteochile.cl/climas/climas_region_metropolitana.html Documento Básico sobre Habitabilidad – Ahorro de Energía. (2013). CDT. España. Eficiencia anergética en vivienda social: un desafío posible. Waldo Bustamante, R. C. (2009). Introduccón. Eficiencia anergética en vivienda social: un desafío posible, 2. Escalante, J. (6 de Julio de 2007). Blog del centro de documentación del instituto de la Vivienda FAU-Chile. Recuperado el 6 de julio de 2007, de http://infoinvi.uchilefau.cl/2007/07/06/proyecto-de-viviendas-sociales-con-eficiencia- energetica-la-casa-propia-viene-con-ahorro/ Guía de diceño para la eficiencia energética en la vivienda social. Bustamante, W. (2009). Vivienda social y desarrollo sustentable. Guía de diceño para la eficiencia energética en la vivienda social.
83. 66 Guía de diseño para la eficiencia energética en la vivienda social. Bustamante, W. (2009). El sector energético en Chile. Guía de diseño para la eficiencia energética en la vivienda social, 18. http://www.oficinacambioclimaticosantander.es/opencms/opencms/Energia.Solar. (s.f.). Recuperado el 2014, de http://www.oficinacambioclimaticosantander.es/opencms/opencms/Energia.Solar Ley N° 20.365. (s.f.). Recuperado el marzo de 2015, de Leychile: http://www.leychile.cl/Navegar?idNorma=1005169 Manual de aplicacion, Reglamentación térmica, OGUC articulo 4.1.10. (noviembre de 2006). Chile . NCh 853-2007. (s.f.). NMX-C-406-ONNCCE. (2009). México. Norma Técnica de la ley N°20.365. (26 de mayo de 2010). Norma Térmica que determina algoritmo para la verificación de la contribución solar mínima de los Sistemas Solares Térmicos a la franquicia tributaria de la ley N° 20.365. Chile. O.G.U.C. (2009). Ordenanza General de Urbanismo y Contrucciones. Chile. Reglamento de la ley Nº 20.365. (2008). Recuperado el Marzo de 2015, de leychile: http://www.leychile.cl/Navegar?idNorma=1013622&idParte=0&idVersion=2010-05-26 Sergio Quiroga Bachur, Javier Peña Todescat. (ABRIL de 2014). ANALISIS DE FACTIBILIDAD TECNICA Y ECONOMICA DE UN SISTEMA DE ENERGIA SOLAR EN UNA EDIFICACION DE VIVIENDA EN ALTURA EN LA REGION METROPOLITANA. SMN, S. M. (s.f.). smn. Obtenido de http://smn.cna.gob.mx weatherbase, Pachuca, Mexico. (s.f.). Recuperado el 20 de 03 de 2015, de http://www.weatherbase.com/weather/weather.php3?s=766320
84. 67 ANEXOS Anexo I: Planos de zonificación térmica de Chile
85. 68 Anexo I: Planos de zonificación térmica de Chile
86. 69 Anexo II: Radiación Solar Global Sobre Superficie Horizontal [kWh/m2 ] – Media mensual y media anual de Chile.
87. 70 Anexo III: Zona climática de México.
88. 71 Anexo IV: Zona climática de España.
89. 72 Anexo V: Clima de México. MEXICO Localidad T° media [°C] Humedad Relativa [%] N° de precipitaciones [mm] Soltillo 17 62 369,3 Monterrey 22,3 65 630,9 Ciudad Victoria 25,3 912,1 Mexicali 23,1 74,5 La paz 23 62 178 Chihuahua 18,46 45 448,4 Victoria de Durango 16,9 50 529 Culiacán 27,4 68 614,6 Hermosillo 24,8 43 365,7 Colima 25 67 900 Tepic 21 81 2331,3 Morelia 17,6 62 766 Guadalajara 20,9 58 1002,4 Pachuca de Soto 14 62 392 Puebla de Zaragoza 17,2 61 961,2 Tlaxcala de Xicohténcatl Xalapa-Enríquez 18 1432 Aguascalientes 18 57 475,9 Guanajuato 18,7 49 732,8
90. 73 Localidad T° media [°C] Humedad Relativa [%] N° de precipitaciones [mm] Santiago de Querétaro 18,9 52 702 San Luis Potosí 16,5 52 245 Zacatecas 15,5 51 479,2 Toluca de Lerdo 11,3 66 747,5 Cuernavaca 21,2 1201,5 San Francisco de Campeche 27 75 1036,1 Chetumal 26 alta 1133 Villahermosa 29 2161 Mérida 26,6 72 1050,4 Tuxtla Gutiérrez 25 75 921 Chilpancingo de los Bravo 21,3 873 Oaxaca de Juárez 21,4 55 785,5
91. 74 Anexo VI: Clima de España. Localidad T° media [°C] Humedad Relativa [%] N° de precipitaciones [mm] Vitoria 11,4 823,4 Albacete 13,6 64 367 Alicante 18,3 66 311,1 Almería 19,1 65 199,9 Oviedo 12,9 78 973 Ávila 11 66 415,6 Badajoz 16,6 61,1 463 Barcelona 16,6 640 Burgos 10,1 72 555 Cáceres 16,3 60 550,6 Cádiz 18,4 547 Santander 14,15 1246 Castellón de la Plana 17,1 442 Ciudad Real 16,3 553,7 Córdoba 18,2 60 605,1 La Coruña 14,4 77 1008 Cuenca 13,1 60 500,8 Gerona 14,3 72 724 Granada 15,1 357 Guadalajara 14,2 447,1 San Sebastián 14,5 1738 Huelva 18,1 64,5 490 Huesca 13,6 63 535 Palma de Mallorca 16,1 73 421 Jaén 17,3 53,6 593 León 11,1 67 515,2 Lérida 14,7 66 369 Lugo 11,15 1084 Madrid 15 57 420,9 Málaga 18 66 526 Murcia 18,2 58 289,5 Pamplona 12,5 721 Orense 14,5 66 817 Palencia 11,6 439 Las Palmas de Gran Canaria 20,7 133
92. 75 Anexo VI: Clima de España Localidad T° media [°C] Humedad Relativa [%] N° de precipitaciones [mm] Pontevedra 14,8 1691 Logroño 13,5 67 399 Salamanca 12,2 65 372,5 Segovia 11,9 63 464 Sevilla 19,2 59 538,8 Soria 11 65 512,1 Tarragona 16 500 Santa Cruz de Tenerife 21,2 214 Teruel 11,8 66 373 Toledo 15,8 59 342,2 Valencia 17,8 65 454 Valladolid 12,3 65 435 Bilbao 14,7 72 1195 Zamora 13,1 64 379 Zaragoza 15 62 318 Melilla 19 234 Ceuta 18,3 84 835,7
93. 76 Anexo VII: Clima de Santiago de Chile (2003 – 2013) Año temperatura media humedad precipitaciones 2003 15,1 62 224,9 2004 14,8 64 353,8 2005 14,9 65 434,9 2006 15,3 64 335,6 2007 13,9 61 168,4 2008 15 62 351 2009 15,1 57 276,8 2010 14,2 58 259,5 2011 14,6 57 147,5 2012 15,2 59 215,8 2013 14,8 59 165,1