implantaciÓn de un sistema de fachada que permita …

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IMPLANTACIÓN DE UN SISTEMA DE FACHADA QUE PERMITA MITIGAR EL INGRESO DE LA ENERGÍA TERMICA AL ESPACIO HABITABLE POR MEDIO DE LA CONVECCIÓN, CONDUCCIÓN Y RADIACIÓN. Arq. Fiorella Patricia Pita Castillo. Tutor: Dra. Arq. Cristina Pardal Director: Adrián Muros Alcojor Máster Universitario en Estudios Avanzados en Arquitectura Especialidad de Innovación Tecnológica en la Arquitectura Fecha de entrega: octubre ,2020.

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Page 1: IMPLANTACIÓN DE UN SISTEMA DE FACHADA QUE PERMITA …

IMPLANTACIÓN DE UN SISTEMA DE FACHADA QUE PERMITA MITIGAR

EL INGRESO DE LA ENERGÍA TERMICA AL ESPACIO HABITABLE POR

MEDIO DE LA CONVECCIÓN, CONDUCCIÓN Y RADIACIÓN.

Arq. Fiorella Patricia Pita Castillo.

Tutor: Dra. Arq. Cristina Pardal

Director: Adrián Muros Alcojor

Máster Universitario en Estudios Avanzados en Arquitectura

Especialidad de Innovación Tecnológica en la Arquitectura

Fecha de entrega: octubre ,2020.

Page 2: IMPLANTACIÓN DE UN SISTEMA DE FACHADA QUE PERMITA …

2

INDICE

DEDICATORIA

AGRADECIMIENTO

RESUMEN

ABSTRACT

I. INTRODUCCIÒN ………………………………………………………………………………………………..9

II. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA…………………………………………………………………..10

2.1 Descripción del problema ………………………………………………………………………………..10

2.2 Objetivo……………………………………………………………………………………………………...10

2.3 Metodología………………………………………………………………………………………………...10

III. ANALISIS DEL COMPORTAMIENTO TERMICO HACIA EL ENTORNO………………… 11

3.1 Nociones favorables y desfavorables de la temperatura hacia los ocupantes -vivienda………..11

3.2 Temperatura ideal para las viviendas…………………………………………………………………..11

3.3 Sensación Térmica…………………………………………………………………………………………12

3.4 Conclusiones……………………………………………………….……………………………………….13

IV. ANALISIS CLIMATICO Y ARQUITECTONICO DE LA CIUDAD DE CHICLAYO………13

4.1 Contexto Climático………………………………………………………………………………………..13

4.1.1 Ubicación y emplazamiento……………………………………………………………………….13

4.1.2 Parámetros Climáticos……………………………………………………………………………...13

4.1.2.1 Temperatura…………………………………………………………………………………13

4.1.2.2 Humedad……………………………………………………………………………………..14

4.1.2.3 Nubosidad……………………………………………………………………………………14

4.1.2.4 Radiación y Temperatura …………………………………………………………………15

4.1.2.5 Temperatura de bulbo seco y punto de roció…………………………………………..15

4.1.2.6 Vientos………………………………………………………………………………………..16

4.1.2.7 Rosa de vientos………………………………………………………………………………16

4.1.2.8 Abaco psicométrico…………………………………………………………………………17

4.1.2.9 Conclusiones………………………………………………………………………………...17

4.2 Contexto Urbano y Arquitectónico……………………………………………………………………..18

4.2.1 Característica Urbana……………………………………………………………………………….18

4.2.1.1 Uso de suelos ……………………………………………………………………………….18

4.2.2 Característica Arquitectónica……………………………………………………………………...19

4.2.2.1 Vivienda ……………………………………………………………………………………..19

4.2.3 Técnicas Constructivas …………………………………………………………………………….20

4.2.4 Materialidad Y diseño ……………………………………………………………………………..20

4.2.5 Conclusiones …………………………………………………………………………………………21

Page 3: IMPLANTACIÓN DE UN SISTEMA DE FACHADA QUE PERMITA …

3

V. ANALISIS DE RECURSOS LOCALES……………………………………………………………………22

5.1 Recursos minerales-rocas …………………………………………………………………………………..22

5.2 Recursos Higroscópicos …………………………………………………………………………………….22

5.3 Recursos de Enfriamiento ………………………………………………………………………………….23

5.4 Recursos Reflejante ………………………………………………………………………………………….24

5.5 Conclusiones………………………………………………………………………………………………….24

VI. ANALISIS DE FACHADAS DISIPADORAS DE CALOR …………………………………………25

6.1 Antecedentes………………………………………………………………………………………………..25

6.2 Característica y Funcionalidad…………………………………………………………………………..25

6.3 Aplicaciones………………………………………………………………………………………………...25

6.4 Referentes Arquitectónicos……………………………………………………………………………….26

6.4.1 Bloque Termo disipador …………………………………………………………………………..26

6.4.2 Breathe Brick ………………………………………………………………………………………...27

6.4.3 Bloque Termoarcilla ………………………………………………………………………………..28

VII. ESTUDIO SOBRE LOS CRITERIOS DE DISEÑO Y ELECCION DE MATERIALES PARA

LA ÓPTIMA INCORPORACION DEL SISTEMA AL ENTORNO INMEDIATO. ………..29

7.1 Criterio Climático …………………………………………………………………………………………29

7.1.1 Parámetro Solar ……………………………………………………………………………………..29

7.1.2 Parámetro Viento ……………………………………………………………………………………30

7.1.3 Parámetro Forma y Sombra ………………………………………………………………………31

7.2 Criterio Materialidad………………………………………………………………………………………32

7.2.1 Arcilla………………………………………………………………………………………………….32

7.2.2 Parámetro Técnico de la Arcilla…………………………………………………………………..32

7.2.2.1 Conductividad Térmica……………………………………………………………………32

7.2.2.2 Geometría Interior………………………………………………………………………….33

7.3 Conclusiones ……………………………………………………………………………………………….34

VIII. PROPUESTA ARQUITECTÓNICA

8.1 Diseño del sistema………………………………………………………………………………………….35

8.1.1 Efectos de Radiación………………………………………………………………………………..35

8.1.2 Efectos de Conducción …………………………………………………………………………….37

8.1.3 Efectos de Convección……………………………………………………………………………...37

8.1.4 Efecto Estructural …………………………………………………………………………………...38

8.2 Ficha técnica de la pieza…………………………………………………………………………………..40

8.3 Funcionalidad y Aplicación………………………………………………………………………………41

8.4 Fabricación y Viabilidad del Sistema……………………………………………………………………41

8.5 Conclusiones………………………………………………………………………………………………..42

IX. REFERENTES BIBLIOGRAFICAS ………………………………………………………………………43

Page 4: IMPLANTACIÓN DE UN SISTEMA DE FACHADA QUE PERMITA …

4

INDICE DE FIGURAS

Fig.1. Condicionantes del Confort Térmico……………………………………………………………………..12

Fig.2.Ubicación ciudad de Chiclayo ………………………………………………………………………………13

Fig .3. Temperatura…………………………………………………………………………………………………..13

Fig.4. Humedad……………………………………………………………………………………………………….14

Fig.5. Nubosidad……………………………………………………………………………………………………...14

Fig.6. Radiación y Temperatura……………………………………………………………………………………15

Fig.7. Temperatura Bulbo seco y Punto Roció………………………………………………………………….15

Fig.8. Vientos………………………………………………………………………………………………………….16

Fig.9. Rosa de Vientos……………………………………………………………………………………………….16

Fig.10. Abaco psicométrico…………………………………………………………………………………………17

Fig.11. Plan Metropolitano de Chiclayo, Uso de Suelo Ubano………………………………………………18

Fig.12. Tipología de fachadas………………………………………………………………………………………19

Fig.13. Materialidad………………………………………………………………………………………………….21

Fig.14. Recursos Minerales…………………………………………………………………………………………22

Fig.15. Bloque Termo Disipador…………………………………………………………………………………..26

Fig.16. Bloque Breathe Brick……………………………………………………………………………………….27

Fig.17. Bloque Termoarcilla………………………………………………………………………………………..28

Fig.18. Incidencia Solar……………………………………………………………………………………………..29

Fig.19. Incidencia Viento Superficie………………………………………………………………………………30

Fig.20. Disminución de la velocidad del viento…………………………………………………………………30

Fig.21. Efecto Forma…………………………………………………………………………………………………31

Fig.22. Forma y Sombra……………………………………………………………………………………………..31

Fig.23. Pieza Termoarcilla…………………………………………………………………………………………..32

Fig.24. Flujo del Calor……………………………………………………………………………………………….33

Fig.25. Flujo del Calor a través del Cerramiento………………………………………………………………..33

Fig.26. Aumento de la Resistencia…………………………………………………………………………………34

Fig.27. Geometría de Intercambio…………………………………………………………………………………35

Fig.28. Proyección de sombra en la misma superficie de intercambio………………………………………36

Fig.29. Tipo de radiación en la fachada…………………………………………………………………………..36

Fig.30. Transmitancia del Calor en la fachada …………………………………………………………………37

Fig.31. Viento en la Superficie de Fachada………………………………………………………………………37

Fig.32. Cargas en Losa Aligerada………………………………………………………………………………….38

Fig.33. Cargas en Sistema Aporticado…………………………………………………………………………….39

Fig.34. Tracción y Compresión del muro…………………………………………………………………………39

Fig.35. Ficha Técnica de la Pieza………………………………………………………………………………….40

Fig.36. Modelos con 3D cerámica…………………………………………………………………………………42

Page 5: IMPLANTACIÓN DE UN SISTEMA DE FACHADA QUE PERMITA …

5

INDICE DE GRAFICOS

Gráfico 1. Material Higroscópico…………………………………………………………………………………..23

Gráfico 2. Material Enfriamiento…………………………………………………………………………………..23

Gráfico 3. Material Reflejante………………………………………………………………………………………24

Gráfico 4. Ceramics AM: Total Market Forecast by Segment ……………………………………………….41

Page 6: IMPLANTACIÓN DE UN SISTEMA DE FACHADA QUE PERMITA …

6

DEDICATORIA

A mi mamá que gracias a su apoyo y motivación

pude emprender este camino académico.

Page 7: IMPLANTACIÓN DE UN SISTEMA DE FACHADA QUE PERMITA …

7

AGRADECIMEINTOS

A la familia

Donde estoy y lo que soy ahora es gracias a ti madre,

gracias por tu amor y tu motivación.

A los docentes

Fueron fuente de inspiración durante este año de

estudio, gracias por sus conocimientos brindados y

su dedicación. Aposte por segunda vez mi educación

académica en manos de un centro prestigioso y

enseñanza de calidad.

A mi ciudad

Este trabajo de investigación es para ustedes mi

querida ciudad, fueron el gran motivo para empezar

esta línea de sostenibilidad, fueron mi fuente de

inspiración.

Page 8: IMPLANTACIÓN DE UN SISTEMA DE FACHADA QUE PERMITA …

8

RESUMEN

Actualmente vivimos un alza de temperatura global que afecta a nuestros hogares y nos

lleva a replantearnos nuevas formas de disipar el calor a través de la invención de nuevos

materiales y tecnologías que ayuden con este fin para poder habitar placenteramente

nuestra vivienda. Por lo tanto, este trabajo de investigación lo que se pretende es brindar

las estrategias necesarias para crear un sistema de fachada que ayude a bloquear y disipar

el calor ante un clima con mayor influencia de energía solar y que con la ayuda de la

tecnología 3D sea posible su viabilidad.

Este trabajo relaciona recursos, conceptos y referentes utilizados en otros sistemas

ayudando a construir un argumento bien estructurado.

Palabras Claves: Fachada, disipación de calor, energía solar, tecnología 3D, transferencia

de calor, clima.

ABSTRACT

We are currently experiencing a global temperature rise that affects our homes and leads

us to rethink new ways of dissipating heat through the invention of new materials and

technologies that help with this in order to be able to inhabit our home pleasantly.

Therefore, this research work is intended to provide the necessary strategies to create a

facade system that helps to block and dissipate heat in a climate with a greater influence

of solar energy and that with the help of 3D technology is feasibility possible.

This work relates resources, concepts and references used in other systems helping to build

a well structured argument.

Key Words: Facade, heat dissipation, solar energy, 3D technology, heat transfer, climate.

Page 9: IMPLANTACIÓN DE UN SISTEMA DE FACHADA QUE PERMITA …

9

I. INTRODUCCIÒN

Actualmente en Perú la construcción sostenible no es tan eficaz ya que el 60 % de las

empresas inmobiliarias no diseñan según la realidad climática del lugar, no consideran

materiales in situ de la zona y no evalúan criterios pasivos de inserción. Estos factores ya

mencionados son muy determinantes para el diseño sostenible y juegan un papel eficaz no

solo en el medio ambiente sino en el confort de las personas.

En este contexto se ha incrementado la política de vivienda en el Perú en promover

inversión con criterios de sostenibilidad pero que actualmente no se ven esfuerzos claros

en la implementación de estudios previos climáticos de la zona de intervención y de

brindar soluciones en el diseño pasivo que mayormente repercuten en la envolvente o

fachadas de una vivienda. Esta situación expuesta es una realidad actual en la ciudad de

Chiclayo, zona norte de Perú, la construcción masiva sin criterios sostenibles y sin tomarse

en cuenta en la proyección arquitectónica de la vivienda el índice alto de temperatura

interior llegando a los 30º. La temperatura alta de la vivienda interior causa efectos

negativos en los usuarios de la unidad habitable.

En esta investigación se pretende realizar un estudio sobre la energía térmica a efectos de

radiación, conducción y convección como mecanismos de diseño pasivo para disipar el

calor aplicada en fachada de vivienda en la ciudad de Chiclayo. Primero se pretende hacer

un análisis descriptivo y grafico del comportamiento térmico, realidad urbana y climática.

Posteriormente los siguientes capítulos abarca el análisis de recursos locales y referentes

arquitectónicos de aplicaciones y funcionalidad de las fachadas disipadoras. Por último,

se estudiará los criterios de diseño para la óptima incorporación del sistema al entorno

inmediato, logrando proponer alternativas sostenibles en materiales, construcción y

diseño.

Con este trabajo de investigación se pretende proporcionar herramientas pasivas de

diseño, materialidad y construcción que puedan ser aplicadas en las viviendas cuyo clima

presenta un mayor índice solar y como efecto una temperatura alta que causa malestar al

usuario. De esta manera poder contribuir con un modelo de fachada sostenible y aplicable.

Page 10: IMPLANTACIÓN DE UN SISTEMA DE FACHADA QUE PERMITA …

10

II. PLANEAMEINTO DEL PROBLEMA

2.1 Descripción del problema

La ciudad de Chiclayo presenta un alto índice de temperatura llegando al máximo

entre 30º-32º y mínima en 28º-26º en verano, presentando una oscilación diaria

exterior de 7º, sumando la construcción masiva con bajos criterios de

sostenibilidad y la falta de elección de materiales acorde al entorno la oscilación

diaria interior se ve afectado, con un índice de temperatura interior superior a la

exterior. Este aumento de temperatura interior afecta la salud de los usuarios y la

durabilidad en los elementos constructivos.

Debido a las características climáticas muy particulares de la ciudad de Chiclayo y

construcción masiva insostenible de la zona, existe un problema de salubridad

afectando a la unidad familiar que es necesario afrontar brindando soluciones de

diseño y construcción para la disipación del calor en el interior del espacio

habitable.

2.2 Objetivo

Mejorar las condiciones térmicas del espacio interior habitable de la vivienda

proponiendo una envolvente capaz de bloquear - disipar la energía a través de

mecanismos de conducción, convección y radiación.

2.3 Metodología

La metodología se basa según las siguientes condicionantes:

• Exponer la situación climática de la ciudad de Chiclayo.

• Exponer la problemática situación insostenible en que manejan la envolvente

de una vivienda en la zona urbana.

• Exponer y analizar el tipo de infraestructura urbana de la ciudad.

• Analizar los mecanismos para un buen comportamiento térmico en el interior

habitable.

• Demostrar la viabilidad y la sostenibilidad de un sistema de fachada disipador

de calor con tecnología 3D cerámica.

• Proponer estrategias o herramientas de diseño para la correcta integración del

sistema de fachada en el entorno inmediato.

Page 11: IMPLANTACIÓN DE UN SISTEMA DE FACHADA QUE PERMITA …

11

III. ANALISIS DEL COMPORTAMIENTO TERMICO HACIA EL ENTORNO

3.1 Nociones favorables y desfavorables de la temperatura en los ocupantes-vivienda

Diferentes estudios demuestran que la temperatura influye de forma favorable o

desfavorable en el estado de ánimo y salud de los ocupantes de la vivienda. El

efecto de altas temperaturas en el espacio habitable repercuta en los ocupantes

como la deshidratación, reacciones alérgicas, falta de concentración y

productividad influyendo en un estado de ánimo desfavorable, también lo efectos

de humedad influyen, al superar el 80 % de humedad los ocupantes pueden

presentar efectos negativos en su salud y en su estado de ánimo. 1

Según el estudio mencionado las personas suelen tener un mejor estado de ánimo

y de salud si la temperatura interior de la vivienda no baja de los 19 º ni supera

los 30º, señalando una temperatura perfecta favorable de 21º.2

3.2 Temperatura ideal para las viviendas

Cuando hablamos de la temperatura ideal de una vivienda influye cuatro aspectos

importantes: La temperatura exterior, energía emitida de la persona, las

características de la envolvente y la humedad relativa.

La temperatura exterior respecto a las estaciones del año si es verano o invierno

ya que con esto decidiremos que tipo de ropa llevaremos y que actividades

realizar, dichas actividades influyen en que si la persona está en estado de reposo

o estado activo pues la energía emitida será diferente3. Con esto podemos decir

que existe un intercambio térmico entre el hombre y el medio ambiente por lo

tanto las condicionantes térmicas ideales serán la combinación de la temperatura

real del ambiente más la energía emitida de la persona (vestimenta y actividad).

La humedad relativa es la cantidad de vapor de agua que tiene una masa de aire.

No solo se debe considerar la condicionante externa, sino que también las

condicionantes internas al hacer actividades, como bañarnos y cocinar.

1 Capital Humano. “Las dificultades de trabajar con calor: ¿Cómo afecta la temperatura en la concentración y productividad?” . Accedido el 25 de

septiembre del 2020, https://capitalhumano.emol.com/13029/las-dificultades-de-trabajar-con-calor-como-afecta-la-temperatura-en-la-

concentracion-y-productividad/

2 Endesa . “Temperatura ideal para tu casa: diurna, nocturna”. , 20 de enero del 2020 . Endesa . Acceso el 25 de septiembre,

https://www.endesa.com/es/conoce-la-energia/blog/temperatura-recomendada-hogar

3 Rehau . “Temperatura ideal de una casa” .Accedido el 25 de septiembre del 2020, https://www.rehau.com/es-es/temperatura-ideal-casa.

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12

La materialidad de la envolvente o piel de la vivienda es un factor importante ya

que los materiales considerados al proyectar tendrán la capacidad de retener o de

emitir calor afectando la temperatura del espacio habitable.

Con esto concluimos que la temperatura de confort o ideal dependerá y será

diferente en climas húmedos o en climas cálidos. Para el caso de estudio

expuesto, el clima de Chiclayo es semi cálido y húmedo por lo que se considera

que la temperatura ideal para verano es 20º - 25º y la humedad ideal en una

vivienda estaría en un 50 %.

3.3 Sensación Térmica

Es la sensación que tiene la persona a condicionantes externos e internos, es la

sensación en cómo lo percibes. Según lo expuesto anteriormente el medio

ambiente, la vestimenta, estado corporal y las actividades son condicionantes que

influyen en la sensación Térmica de la persona así mismo la sensación térmica

percibida en la vivienda, permite establecer parámetros de diseño para la

habitabilidad térmica.

Al proyectar con el confort se debe considerar condicionantes como la energía

metabólica de la persona, pues es la energía que liberamos para mantener el

equilibrio térmico en una situación de confort, la vestimenta, esta condicionante

toma en consideración un valor CLO, este valor expresa la resistencia térmica de

las vestimentas por lo tanto el valor varía de acuerdo a las estaciones durante el

año.

El confort térmico puede variar de un ambiente térmico a otro según la

experiencia y expectativa térmica de los usuarios.

Fig.1. Condicionantes del Confort Térmico / Fuente Propia.

Page 13: IMPLANTACIÓN DE UN SISTEMA DE FACHADA QUE PERMITA …

13

3.4 Conclusiones

Las condicionantes meteorológicas del entorno, la sensación térmica y las

características de la envolvente son condicionantes al determinar la temperatura

ideal para habitar una vivienda. La temperatura se rige de muchos patrones como

características ambientales, corporales, materiales, experiencias y perspectivas de

la persona, entre otros.

IV. ANALISIS CLIMATICO Y ARQUITECTONICO DE LA CIUDAD DE CHICLAYO

4.1 Contexto Climático

4.1.1 Ubicación y emplazamiento

La ciudad de Chiclayo, se encuentra ubicado al noroeste peruano,

departamento de Lambayeque. Está situada a 13 kilómetros del pacifico.

Presenta una latitud de 6°45′47″S, 79°50′12″O y una altitud de 27 m.s.n.m.

Fig.2.Ubicación ciudad de Chiclayo /Fuente Propia.

4.1.2 Parámetros Climáticos

4.1.2.1 Temperatura

Temperatura ideal para una vivienda está en el promedio de 20° a

21°, por lo tanto, se pretende bajar los grados para llegar al confort

ideal. Este grafico nos representa la temperatura máxima y

promedio que en tiempos de verano llega a 32°-25°.

Page 14: IMPLANTACIÓN DE UN SISTEMA DE FACHADA QUE PERMITA …

14

Fig .3. Temperatura / Climate Consultant.

4.1.2.2 Humedad

El 60 Y 80 % de humedad está presente durante las 8pm -10 am.

Fig.4. Humedad /Climate Consultant.

4.1.2.3 Nubosidad

El rango de nubosidad es de 30% en verano por lo tanto hay menor

% de radiación difusa y mayor % en radiación directa llegando a

niveles altos de temperatura 30-25 °

Fig.5. Nubosidad /Climate Consultant.

Page 15: IMPLANTACIÓN DE UN SISTEMA DE FACHADA QUE PERMITA …

15

4.1.2.4 Radiación y temperatura

Este diagrama representa la relación entre la radiación y

temperatura, podemos ver que durante el verano con una

temperatura de 25º predomina radiación directa normal mientras

que con una temperatura de 27º predomina la global horizontal que

es la radiación difusa más la radiación directa normal.

Fig.6. Radiación y Temperatura / Climate Consultant.

4.1.2.5 Temperatura de bulbo seco y punto de roció

Al medir la temperatura en bulbo seco se toma en consideración el

% de humedad relativa por lo que al acercarse al punto de roció nos

indica que hay problemas de condensación en verano.

Fig.7. Temperatura Bulbo seco y Punto Roció / Climate Consultant.

Page 16: IMPLANTACIÓN DE UN SISTEMA DE FACHADA QUE PERMITA …

16

4.1.2.6 Vientos

La velocidad del viento esta entre 4-5 m/s en verano y según escala

de Beaufort representa una brisa débil.

Fig.8. Vientos / Climate Consultant.

4.1.2.7 Rosa de vientos

La mayor incidencia del viento desde el Sur.

Fig.9. Rosa de Vientos / Climate Consultant.

Page 17: IMPLANTACIÓN DE UN SISTEMA DE FACHADA QUE PERMITA …

17

4.1.2.8 Abaco psicométrico

Activando estrategias pasivas como aumentando la masa térmica,

enfriamiento evaporativo y deshumidifican se puede llegar a la zona

de confort.

Fig.10. Abaco psicométrico / Climate Consultant.

4.1.2.9 Conclusiones

• Según carta solar y por la ubicación cerca de la línea ecuatorial

el sol viene más perpendicular hacia los techos por lo que se

deberá tomar en cuenta para la geometría del sistema de fachada.

• Los niveles de viento son muy bajos eso combinado con una

temperatura alta pues genera incomodidad y malestar al usuario.

• Chiclayo presenta problemas de condensación en todo el año ya

que su humedad relativa llega casi a tocar el punto de roció por

lo tanto se deberá tomar en cuenta materiales que bajen el nivel

de humedad relativa sobre todo en las noches.

Page 18: IMPLANTACIÓN DE UN SISTEMA DE FACHADA QUE PERMITA …

18

4.2 Contexto Urbano y Arquitectónico

4.2.1 Característica Urbana

4.2.1.1 Uso de suelos

El plan de desarrollo urbano metropolitano nos indica que casi el 35

% del uso del suelo corresponde a residencia con un total de

(2,904.07 ha.), educación y salud el 10 %, comercio 5 %, industria

y otros usos el 45 %, que responde a la gran infraestructura urbana

(996.83 ha.).

El uso residencial o vivienda se caracterizada por su dispersión y

desarrollo horizontal poco denso, en la periferia urbano marginal es

donde se presenta adicionalmente con hacinamiento, inseguridad

física y falta de servicios básicos adecuados 4.

Fig.11. Plan Metropolitano de Chiclayo, Uso de Suelo Urbano /Imagen extraída del

internet,http://eudora.vivienda.gob.pe/

4 Metropoli de chiclayo. “Plan de desarrollo urbano metropolitano”. Accedido el 25 de septiembre del 2020,

http://eudora.vivienda.gob.pe/observatorio/pdu_municipalidades/chiclayo/pdu_chiclayo_2011_2021.pdf

Page 19: IMPLANTACIÓN DE UN SISTEMA DE FACHADA QUE PERMITA …

19

4.2.2 Características Arquitectónica

4.2.2.1 Vivienda

La ciudad de Chiclayo presenta una gran densificación urbana

representado por el uso de vivienda. Las tipologías de vivienda

presentan una similitud en su característica de envolvente, en sus

dimensiones y geometría.

Las viviendas presentan un crecimiento por etapas a través de

módulos horizontales. Primero comienzan con un primer módulo

para luego consolidarla en 2 o 3 tres módulos mas pasando de una

vivienda unifamiliar a una vivienda plurifamiliar. El crecimiento

modular se ve claramente en las fachadas o envolventes por las

tramas y técnicas constructivas.

En una vivienda de 80 m2 de edificación lo suelen ocupar por un

número mayor de 8 personas en lo cual el espacio diseñado para ser

habitable no lo es.

La característica de las fachadas es la de una superficie lisa con

pequeñas o grandes modulaciones para la ventilación o ingreso

solar, un claro ejemplo de bajos criterios de sostenibilidad por no

considerar los factores solares y de ventilación en este tipo de clima

expuesto anteriormente.

Fig.12. Tipología de fachadas /Fuente Propia.

Page 20: IMPLANTACIÓN DE UN SISTEMA DE FACHADA QUE PERMITA …

20

Las tipologías de fachadas de las viviendas conforman más superficie

abierta, menos superficie densa y menos superficie en sombra por lo que el

flujo del calor con la temperatura exterior alta hace que las condiciones de

habitabilidad interior de la vivienda sean imposibles.

El sistema de fachada expuesto anteriormente no bloque ni disipa el calor

ya que al tener una mayor superficie abierta por las ventanas y puertas se

encuentran diseñas para facilitar el ingreso solar aumentando la

temperatura interior de las viviendas. Otro factor que hace posible el

incremento de la temperatura interior de la vivienda es que presenta menor

superficie densa por lo que tengo menor superficie de disipación de calor.

Tanto la superficie abierta como densa no permiten generar patrones de

sombra, se encuentran totalmente expuestas a la radiación directa

considerando la baja nubosidad en la ciudad de Chiclayo.

4.2.3 Técnicas Constructivas

El sistema constructivo habitual de la zona costera es el sistema aporticado,

interviene los siguientes elementos: losas aligeradas, macizas, nervadas.

Columnas. Zapatas aisladas o combinadas.

4.2.4 Materialidad y Diseño

La materialidad típica del sistema es el material noble, usando el ladrillo

con base del elemento vertical revestido con una capa de mortero y luego

una capa de pintura. Este tipo de sistema planteado sin un diseño y criterio

de sostenibilidad repercuta en la salud de los habitantes ya que generan un

alza de temperatura interior superior a la exterior.

Page 21: IMPLANTACIÓN DE UN SISTEMA DE FACHADA QUE PERMITA …

21

Fig.13. Materialidad / Fuente Propia.

4.2.5 Conclusiones

• El sistema de diseño y técnica constructiva aplicado actualmente en la

ciudad de Chiclayo repercute negativamente en el módulo habitacional.

La falta de aplicación de mecanismo sostenibles al impacto del clima hace

de esta un deterioro constructivo y de salud por parte de los que habitan.

Page 22: IMPLANTACIÓN DE UN SISTEMA DE FACHADA QUE PERMITA …

22

V. ANALISIS DE RECURSOS LOCALES

5.1 Recursos minerales-rocas

Se realizo el análisis de recursos minerales-rocas locales tomando en cuenta su

radio de acción hacia la ciudad de Chiclayo. Según indica el grafico los recursos

más próximos a Chiclayo son la arcilla común, áridos, yeso, feldespato y piedra

caliza en un radio de acción de 16.42 km el resto de recursos en una radio de

acción de 27.78 km.

Fig.14. Recursos Minerales / Fuente Propia.

5.2 Recursos Higroscópicos

En verano hace falta deshumidificar el ambiente por lo tanto los materiales

higroscópicos son una alternativa sostenible. Puzolanas: Son materiales que

pueden ser naturales o artificiales, naturales ya que se producen por las cenizas

volcánicas y artificial por un proceso industrial como puede ser el bagazo de caña

de azúcar, actualmente en la ciudad de Chiclayo presenta grandes cultivos de caña

donde se puede aprovechar este recurso tanto natural como industrial. La

Combinación de cal más puzolana ayuda a combatir problemas de humedad

capilar y eflorescencias, problema que actualmente presenta las construcciones de

viviendas en Chiclayo.

Page 23: IMPLANTACIÓN DE UN SISTEMA DE FACHADA QUE PERMITA …

23

Gráfico 1. Material Higroscópico / Fuente Propia.

5.3 Recursos de Enfriamiento5

Como estrategias de enfriamiento se proponen materiales locales como cal, yeso,

arcilla como revestimiento ya que cuentan con propiedades higroscópicas,

absorbiendo humedad del agua y, liberándolo al ambiente según la humedad

relativa del espacio habitable. La elección de estos materiales ayuda a reducir la

sensación de bochorno o calor del usuario.

PIEDRAS: Granito y mármol: Estos materiales son adecuados para zonas de mayor

incidencia solar, se caracteriza por ser materiales frescos y de baja porosidad.

Gráfico 2. Material Enfriamiento / Fuente Propia.

5 Quesada , David . “Usa estos 5 materiales para refrescar tu vivienda sin gastar energía” , 28 de junio del 2020 .Arquitectura y Diseño . Accedido

el 08 de septiembre del 2020 , https://www.arquitecturaydiseno.es/pasion-eco/cinco-materiales-para-refrescar-la-casa-sin-gastar-energia_53/1

Page 24: IMPLANTACIÓN DE UN SISTEMA DE FACHADA QUE PERMITA …

24

5.4 Recursos Reflejante

Como estrategia de bloqueo de la radiación directa se tomó en consideración los

materiales locales como el feldespato6 y Caolín7. Feldespato: es un material sílice-

aluminio que actualmente se usa para la fabricación de cerámica, vidrios que son

materiales con potencial reflejante.

Caolín: es un material que se usa para la fabricación del barniz, este material es

altamente reflejante hacia la luz.

Gráfico 3. Material Reflejante / Fuente Propia.

5.5 Conclusiones

• De los materiales expuestos la arcilla es un material que por su composición y

densidad presenta propiedades aislantes y propiedades higroscópicas

reduciendo la sensación de calor del usuario. También es un material viable

ya que se encuentra accesible. Para zonas donde la incidencia solar es

influyente la arcilla cumple un rol disipador bajo patrones de diseño modular.

6 Mineria en tu vida . “El fedespato y sus aplicaciones “ .Accedido el 25 de septiembre del 2020 , https://www.lamineriaentuvida.com.ar/el-

feldespato-y-sus-aplicaciones/ 7 Outletminero . “caolín, una arcilla muy versátil”, diciembre 31, 2019. Accedido el 25 de septiembre del 2020, https://outletminero.org/caolin-

una-arcilla-muy-versatil/

Page 25: IMPLANTACIÓN DE UN SISTEMA DE FACHADA QUE PERMITA …

25

VI. ANALISIS DE FACHADAS DISIPADORAS DE CALOR

6.1 Antecedentes

La temperatura ha subido durante los años, actualmente las personas se ven

afectadas por las altas temperaturas, siendo una necesidad refrigerar los espacios

habitables.

Mayormente en los climas cálidos se plantea como estrategia pasiva aumentar el

grosor de los muros para acumular calor y cederla durante la noche, por lo tanto,

la necesidad de disipar el calor es fundamental en estos climas de mayor incidencia

solar.

La necesidad de bloquear o disipar la transferencia de calor ocurre en tres procesos:

por radiación, por medio de las emisiones de ondas electromagnéticas o fotones,

por conducción, transmisión de calor por contacto y por convección, por medio de

fluido de masa de gases.

6.2 Característica y Funcionalidad

Este tipo de fachadas comprenden entre una o varias capas entre hoja exterior y

hoja interior. Casi la mayoría de sistemas se emplea la doble fachada como

condicionante primordial para el bloqueo y disipación de la energía, pero estudios

demuestran que el fator sombra es importante y que si la fachada puede aportarse

sombra así misma mejora las condiciones térmicas al interior.

La función principal de este sistema de fachadas es de disipar el calor a través de

efectos de conductividad y ventilación pasiva.

La disipación de calor por ventilación es uno de los recursos de enfriamiento más

tradicionales en la arquitectura.

6.3 Aplicaciones

Las fachadas disipadoras de calor son aplicadas mayormente en zonas de climas

cálidos y en viviendas ya que las personas pasamos la mayor parte de nuestra vida

en espacios habitables del hogar.

Page 26: IMPLANTACIÓN DE UN SISTEMA DE FACHADA QUE PERMITA …

26

6.4 Referentes Arquitectónicos

6.4.1 Bloque Termo disipador BT8

Prototipo de pieza cerámica para uso en cerramientos y fachadas. Creado

por los Arq. Miguel Niño, y Johanna Navarro. Esta pieza presenta una

geométrica exterior e interior (celdas) que ayudan a bloquear- disipar el

calor con efectividad. La ventilación pasa a través de los bloques disipando

la temperatura acumulada, reduciendo la cantidad de calor emitido en el

interior del edificio. La efectividad de la disipación es por la selección del

material y la geometría.

- Efectos de Radiación: Al aumentar la superficie del bloque aumenta la

superficie de intercambio.

- Efectos de conductividad: la secuencia de masa-aire ayuda a disipar el

calor.

- Efectos de convección: la geometría ayuda a que la propia pieza se

genere sombra así misma por los tanto el aire que pasa por los

conductos se enfría más rápidamente.

Fig.15. Bloque Termo Disipador / Imagen extraída del Internet,

http://www.plataformaarquitectura.cl/

8 Franco, T. J. “En Detalle: bloque de ladrillo termodisipador, desarrollado en Colombia”, 25 de Junio de 2015. Plataforma Arquitectura.

Recuperado el Noviembre de 3 de 2015, de http://www.plataformaarquitectura.cl/cl/769123/en-detalle-bloque-de-ladrillo-termodisipador-

desarrollado-en-colombia

Page 27: IMPLANTACIÓN DE UN SISTEMA DE FACHADA QUE PERMITA …

27

6.4.2 Breathe Brick9

Este diseño existe para aspirar la polución del aire, se toma como referente

ya que cumple funciones pasivas de ventilación y aislamiento con ayuda

del material.

La fachada forma parte del sistema de ventilación. Presenta una envolvente

de doble capa de ladrillos proporcionando aislamiento térmico. Los

propios ladrillos de hormigón disponen de una superficie facetada que

ayuda a dirigir el flujo de aire en el sistema y una cavidad separada para su

inserción de la estructura de acero.

Es un sistema que ayuda a filtrar un 30 % de partículas contaminantes, esta

innovación ayuda a reducir la polución del aire.

Fig.16. Bloque Breathe Brick / Imagen extraída del internet ,

http://www.plataformaarquitectura.cl/

9 Yunis , Natalia. "Este innovador ladrillo aspira la polución del aire“ , 19 de octubre de 2015.Plataforma Arquitectura. Accedido el 28 de

septiembre 2020, https://www.plataformaarquitectura.cl/cl/775575/este-innovador-ladrillo-aspira-la-polucion-del-aire

Page 28: IMPLANTACIÓN DE UN SISTEMA DE FACHADA QUE PERMITA …

28

6.4.3 Bloque Termoarcilla10

Diseño de extrusión que reduce los puentes térmicos, la geometría interior

de las celdas pequeñas ayuda a que el recorrido del flujo sea más largo

bloqueándolo y disipándolo. Con la mezcla de arcilla, se fabrican los

bloques Termoarcilla. Se trata de unas piezas cerámicas de baja densidad

que presenta las siguientes características.

• Aislamiento acústico de 46,5 a 52dB

• Elevado aislamiento térmico

• Resistencia mecánica superior a 12,5 N/mm²

• Resistencia al fuego de EI-180 a REI-240

• Impermeabilidad al agua de lluvia y al vapor de agua

• Facilita el ahorro energético

• Excelente rendimiento en la ejecución frente a otros sistemas

Fig.17. Bloque Termoarcilla /Imagen extraida del Internet, https://lacoma.com/termoarcilla/convencional/

10 Cerámica La Coma . “Termoarcilla convencional”. Accedido el 25 de septiembre del 2020 , https://lacoma.com/termoarcilla/convencional/

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29

VII. ESTUDIO SOBRE LOS CRITERIOS DE DISEÑO Y ELECCION DE MATERIALES PARA

LA OPTIMA INCORPORACIÒN DEL SISTEMA AL ENTORNO INMEDIATO.

7.1 Criterio Climático

7.1.1 Parámetro Solar

El sol calienta la fachada a consecuencia de la energía contenida en la

radiación y como efecto esta fachada sube de temperatura y también sube la

temperatura del aire. Esta energía recibida en la fachada como materia incide

sobre un periodo de horas determinantes de 12 h – 15 h periodo donde la

incidencia de energía solar es mayor ya que durante este tiempo la

temperatura del ambiente está más caliente que la temperatura de la mañana.

Por lo tanto, el sistema de fachada deberá funcionar en este periodo de

tiempo ya que es la mas critica.

La radiación solar que se pretende bloquear-Disipar es la que llega de forma

más vertical al plano horizontal ya que debido a la latitud la ciudad se

encuentra cerca de la línea ecuatorial y la mayor incidencia solar se da

mayormente en ángulos mayores. Esto se debe a que cuando la energía solar

al atravesar las capas de la atmosfera lo hace en ángulos bajos atraviesa mas

longitud de capas por lo tanto bloquea más energía solar mientras que si el

ingreso se da en ángulos mayores la longitud de capas es más corta por lo

tanto la incidencia solar será mayor.

Fig.18. Incidencia Solar / Fuente Propia.

Page 30: IMPLANTACIÓN DE UN SISTEMA DE FACHADA QUE PERMITA …

30

7.1.2 Parámetro Viento

El viento es el desplazamiento de una masa de gases llamada aire. Actúa y

se desplaza diferente dependiendo de la superficie en el que llegue. El viento

al llegar a una superficie plana actuara diferente a una superficie oblicua.

Además, el desplazamiento del viento no es de forma recta por el llamado

efecto Coriolis que a través de la rotación de la tierra hace imposible un

viento recto.

Diferentes estudios demuestran que la rugosidad superficial influye de forma

directa en los parámetros microclimáticos, especialmente en el viento.11

Fig.19. Incidencia Viento Superficie / Fuente Propia.

EL viento influirá en su incidencia de diferente forma, si se encuentra en

campo abierto, en zona suburbana o una zona urbana. La circulación y

velocidad del viento puede reducirse al entrar en contacto con zonas

urbanas.12

Fig.20. Lavigne 2003.Disminución de la velocidad del viento / Fuente Propia.

11 Therán, K., Rodríguez, L., Mouthon, S. y Manjarres, J. (2019). Microclima y Confort Térmico Urbano, modulo arquitectura cuc, vol. 23, no.

1, pp. 49-88, 2019. DOI: http://doi.org/10.17981/mod.arq.cuc.23.1.2019.04 12 Carrasco Aldunate, Claudio(2016 ) .Morfología y microclima urbano análisis de la forma espacial y materiales como modeladores del microclima

de tejidos urbanos mediterraneos costeros: el caso de la ciudad de Valparaiso

Page 31: IMPLANTACIÓN DE UN SISTEMA DE FACHADA QUE PERMITA …

31

7.1.3 Parámetro Forma y Sombra

Según, Sastre & Muñoz: “Si un edificio tiene un factor de forma muy alto

quiere decir que para, un mismo volumen, tiene una gran superficie de piel

para intercambiar calor con el exterior, por tanto, la variación de las

temperaturas del interior será más grande que en un edificio con un mismo

volumen, pero con una piel más pequeña (factor de forma inferior)”.13

Asimismo, al modificar la geometría de una envolvente con volúmenes

añadidos, retranqueo, balconeras aportan significativamente a la disipación

de calor. Según Víctor Olgyay, muestra formas básicas adecuadas a los

edificios para diferentes climas: 1. Clima Frio; 2. Clima templado; 3. Clima

cálido seco 4. Clima Cálido Húmedo.14

Fig.21. Efecto Forma / Fuente Propia.

Al generar más superficie a la envolvente generamos más superficie de

intercambio por lo tanto más superficie de disipación, consecuente al

aumento de esta superficie generamos más sombra proyectada.

Fig.22. Forma y Sombra / Fuente Propia.

13 Sastre i Sastre, R., & Muñoz Salinas, F. (2010). Propiedades de los materiales y elementos de construcción. Barcelona: Edicions UPC.

Retrieved from http://cataleg.upc.edu/record=b1383743~S1*cat 14 Olgyay, V. (1998). Arquitectura y clima: manual de diseño bioclimático para arquitectos y urbanistas. Editorial Gustavo Gili

Page 32: IMPLANTACIÓN DE UN SISTEMA DE FACHADA QUE PERMITA …

32

7.2 Criterio Materialidad

7.2.1 Arcilla

La arcilla se compone de un grupo de minerales alúmina- silicatos que

proviene de la descomposición de rocas. Posee plasticidad al humedecerla y

al someterla a altas temperaturas adquiere dureza y resistencia por esta

cualidad se le conoce como arcillas refractarias.

7.2.2 Parámetro Técnico de la Arcilla

7.2.2.1 Conductividad Térmica

El ladrillo de arcilla posee propiedades de aislamiento ayudando a

reducir el consumo energético de las viviendas. Su baja

conductividad térmica dependerá del diseño exterior e interior de

las celdas. Un estudio de ladrillos termoarcilla comprueban que el

diseño interior de las celdas tiene mucho significado en reducir la

conductividad15. El aislamiento de la fachada dependerá del

aislamiento de las piezas que lo conforman. Por lo tanto, hacer

cavidades más pequeñas y lo más desconectada posible mejora el

aislamiento.

Fig.23. Pieza Termoarcilla / Fuente Propia.

15 Monero Santiago , Elena. “Prestaciones térmicas de los muros con bloques cerámicos y su uso en construcciones Passivhaus “ , 08 de marzo de

2018 . Construible. Accedido el 28 de septiembre 2020 , https://www.construible.es/comunicaciones/comunicacion-prestaciones-termicas-los-

muros-bloques-ceramicos-uso-construcciones-passivhaus

Page 33: IMPLANTACIÓN DE UN SISTEMA DE FACHADA QUE PERMITA …

33

7.2.2.2 Geometría Interior

La estructura interna del ladrillo será determinante en su aislamiento

térmico, el grosor de los tabiquillos y su dirección. Los huecos

originados por las celdas son una barrera al flujo de calor. Para el flujo

de la energía un camino más laberintico.

Fig.24. Flujo del Calor / Fuente Propia.

A) Aumentando la longitud de camino aumento el “e” que es espesor,

en una composición de solido y gaseoso.

Al pasar de pocas cámaras a muchas cámaras bloqueo el flujo del

calor a través del cerramiento. La conductividad térmica de un

cierto espesor de material más el hecho de que esta energía térmica

tenga que pasar de estar contenido en el aire a estar contenido de

forma física por el material disipa una parte de su energía. Al

aumentar el número de celdas a través de masa -aire, aumento la

resistencia total de la pieza.

Fig.25. Flujo del Calor a través del Cerramiento / Fuente Propia.

Page 34: IMPLANTACIÓN DE UN SISTEMA DE FACHADA QUE PERMITA …

34

Fig.26. Aumento de la Resistencia / Fuente Propia.

B) Pieza maciza con un bajo aislamiento. No bloqueo ni disipo el

flujo del calor mas bien lo aumento.

7.3 Conclusiones

• A efectos de Radiación, se deberá aumentar la superficie de la envolvente

aumentando mas la superficie de disipación.

• A efectos de Conducción, mejoramos el diseño interior de las celdas

aumentando la resistencia a través de secuencia masa -aire, aumentando la

longitud de camino “e”.

• A efectos de Convección, se enfatizará en el diseño e inserción de conductos

disipadores para circular el aire, pasando la ventilación atrás de superficie

que llega la radiación directa.

Page 35: IMPLANTACIÓN DE UN SISTEMA DE FACHADA QUE PERMITA …

35

VIII. PROPUESTA ARQUITECTÓNICA

8.1 Diseño del sistema

8.1.1 Efectos de Radiación

A) Se aumenta la superficie de intercambio

La cantidad de radiación solar que incide sobre la fachada de la vivienda

es la misma, al modificar la geometría aumentando la superficie de la

envolvente se pretende aumentar la superficie de intercambio, esta

superficie de intercambio por la geometría que tiene proyecta sombra así

misma. Este exceso no limita la radiación incidente porque se aumentó

la superficie de la envolvente.

B) La Geometría genera sombra

La geometría ondular de la pieza proyecta sombra así misma generando

un microclima en la propia pieza.

Fig.27. Geometría de Intercambio / Fuente Propia.

Page 36: IMPLANTACIÓN DE UN SISTEMA DE FACHADA QUE PERMITA …

36

La mayor incidencia solar se da en ángulos mayores en dirección vertical

al plano horizontal durante el periodo de 12 h a 15 h. El sistema de

fachada bloquea – disipa los efectos de la radiación durante este periodo

de tiempo generando sombra en temperaturas altas.

Fig.28. Proyección de sombra en la misma superficie de intercambio / Fuente Propia.

Fig.29. Tipo de radiación en la fachada / Fuente Propia.

La radiación solar llega a la

superficie de tres formas

distintas a la fachada.

Radiación directa que llega

directo a la superficie de

fachada.

La radiación difusa que al

presentar nubosidad en el

ambiente no llega el mismo

flujo de energía.

La radiación reflejada es la

energía que al chocar una

superficie por contener ciertas

propiedades hace que rebote.

Page 37: IMPLANTACIÓN DE UN SISTEMA DE FACHADA QUE PERMITA …

37

8.1.2 Efectos de Conducción

A efectos de conducción, aumentar el espesor del material y al aumentar el

número de veces que la energía pasa de estar en un soporte aire a un soporte

materia, aumentamos muchas veces la resistencia superficial interior y la

resistencia superficie exterior. El diseño de la celda hace posible que el flujo

de calor tenga un recorrido más largo.

Fig.30. Transmitancia del Calor en la fachada / Fuente Propia.

8.1.3 Efectos de Convección

Se propone el diseño de conectores verticales para la disipación del calor. La

geometría ondular ayuda a la efectividad del recorrido del viento de forma

natural. A efectos de convección hago que circule aire por detrás de la

superficie que recibe a la radiación directa. El tramo de cerramiento que

limita con el espacio interior con respecto a la acción incidente del sol tiene

un ámbito de ventilación. El aire cálido asciende por convección

aumentando su volumen, permitiendo el ingreso de una masa de aire frio que

se mueve y ocupa su lugar.

Fig.31. Viento en la Superficie de Fachada / Fuente Propia.

Page 38: IMPLANTACIÓN DE UN SISTEMA DE FACHADA QUE PERMITA …

38

8.1.4 Efecto Estructural

La obra de fábrica se encuentra formada por la disposición de unidades o

bloques ligados entre sí por medio de dos sistemas de uniones, el mortero

formando así un conjunto estructural resistente desplazado en forma

horizontal y sistema de dentados de sujeción en los laterales de la pieza

desplazado en forma vertical.

El mortero cumple tres funciones:

• Rellenar las juntas impidiendo el paso del agua

• Regularizar el asiento entre bloques o unidades y repartir uniformemente

las cargas.

• Colaborar, en su caso, a conducir las solicitaciones horizontales hasta la

cimentación.

Encaje dentado laterales cumples las siguientes funciones:

• Resistencia en el sistema completo de fachada.

Las propiedades mecánicas más importantes a efectos de análisis estructural

son la densidad, el módulo de deformación longitudinal y la resistencia a

compresión, que tiene un significado fundamental puesto que constituye un

índice de su calidad. El Sistema a porticado distribuye las cargas del techo en

la losa aligerada. A efectos de compresión la última pieza de cerámica

aguanta un total de carga vertical de 72 kg.

Fig.32. Cargas en Losa Aligerada / Fuente Propia.

Page 39: IMPLANTACIÓN DE UN SISTEMA DE FACHADA QUE PERMITA …

39

Fig.33. Cargas en Sistema Aporticado / Fuente Propia.

Se puede encontrar los valores

de las tensiones de compresión

generadas por la aplicación de

cada una de las respectivas

cargas verticales aplicadas, así

como la máxima carga

horizontal resistida. Por lo

tanto, el riesgo de pandeo es

cuando la carga vertical supere

los 200 y 250 KN), en el caso

del sistema de fachada no

presenta un riesgo latente ya

que su carga vertical se reparte

en una altura de 3 metros.

Fig.34. Tracción y Compresión del muro / Fuente Propia.

Page 40: IMPLANTACIÓN DE UN SISTEMA DE FACHADA QUE PERMITA …

40

8.2 Ficha técnica de la pieza

Fig.35. Ficha Técnica de la Pieza / Fuente Propia.

La pieza cerámica responde a

efectos térmicos y a efectos

técnicos.

La pieza se encuentra a

morterada en las juntas

horizontales y dentado en las

juntas verticales asegurando su

mejor rigidez y funcionalidad

estructural de la fachada.

El peso de la pieza oscila entre

6.5 a 8 kilogramos por lo tanto es

de fácil manipulación y montable

para el operario.

Page 41: IMPLANTACIÓN DE UN SISTEMA DE FACHADA QUE PERMITA …

41

8.3 Funcionalidad y Aplicación

El sistema de fachada se aplicará en zonas con climas cálidos en el mayor uso de

suelo urbano que es la vivienda habitable ya que es desde siempre el refugio de la

persona y de la unidad familiar. La función principal de este sistema de fachada

será la de bloquear -disipar la energía térmica en un determinado periodo de tiempo

bajo mecanismos pasivos que lo hacen factible por el diseño de su geometría

exterior e interior y su materialidad.

8.4 Fabricación y Viabilidad del Sistema

La impresión 3D cerámica es la construcción del futuro, la principal fuerza

impulsora es la creciente necesidad de una mayor resistencia a la temperatura y

tenacidad de las piezas y componente donde la cerámica o arcilla cumple su rol.

La firma Smartech Publishing se presentó el último reporte sobre la evolución de

la impresión 3D de cerámica afirmando que en 2028 esta industria generará

hasta $ 3.6 mil millones en todo el mundo , la impresión 3D de cerámica

alcanzará su madurez en 2025 propagándose como una técnica de manufactura

en diferentes industrias.

Grafico 4. Ceramics AM: Total Market Forecast by Segment 2017-2028

La impresora 3D de cerámica ofrece posibilidades para la producción de capas

finas y nuevas formas que las técnicas tradicionales de cerámica no pueden hacer

Page 42: IMPLANTACIÓN DE UN SISTEMA DE FACHADA QUE PERMITA …

42

ya que la propuesta del bloque de cerámica es ondular y de celdas complejas, la

única manera de poder construirse es a través de la impresión 3D cerámica. Por

lo tanto esta pieza cerámica propuesta se pretende realizar con la técnica de 3D

cerámica, sistema LDM .

El sistema LDM (Deposición de Material o Liquid Deposition Modeling ) ,

brinda una alternativa más viable ya que consiste en la deposición de capas de

material cerámico hasta conformar la pieza o modelo, siguiendo las bases de la

técnica FDM pero con extrusores adaptados al material. Está técnica es

igualmente la de menor coste, ya que la arcilla y los polímeros de relleno son sus

principales materiales. La viabilidad del sistema de fachada es que se puede

fabricar ya que la tecnología actual lo permite.

Fig.36. Modelos con 3D cerámica / Imagen extraída del internet , https://imprimiren3d.com.mx/

8.5 Conclusiones

• Se concluye que al aplicar la combinación del sistema de la termoarcilla con

mecanismos de estrategias pasivas que bloqueen -disipen la transferencia de

calor a efectos de radiación, conducción y convección generan un sistema

innovador que junto a la invención de la cerámica 3D es factible y viable su

funcionamiento, creando una pieza única en el actual mercado. Lo que

anteriormente no se podía construir y aplicar ahora con la tecnología 3D

cerámica es prometedor.

Page 43: IMPLANTACIÓN DE UN SISTEMA DE FACHADA QUE PERMITA …

43

IX.REFERENTES BIBLIOGRAFICAS

LIBROS

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• Serra Florensa, R., & Coch Roura, H. (2001). Arquitectura y energía natural.

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• Serra, Rafael (1999). Arquitectura y Climas. Barcelona: Editorial Gustavo.

https://www.academia.edu/22893342/Arquitectura_y_climas_rafael_serra

• Olgyay, V. (1998). Arquitectura y clima: manual de diseño bioclimático para

arquitectos y urbanistas. Editorial Gustavo Gili.

TESIS

• Hernández, Gabriela (2016). Fachadas Disipadoras de Calor: Recursos para el

diseño

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• Garcia, Lopez (2014 ) . Propiedades de retención de humedad de arcillas

sobreconsolidadas por desecación del occidente de la sabana de Bogotá.

https://repository.usta.edu.co/bitstream/handle/11634/383/propiedades%20de

%20retencion%20de%20humendad%20de%20arcilas%20sobreconsolidadas%20p

or%20desecacion%20del%20occidente%20de%20la%20sabana%20de%20bogota.

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• Carrasco Aldunate, Claudio (2016). Morfología y microclima urbano análisis de

la forma espacial y materiales como modeladores del microclima de tejidos

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DOCUMENTACIÒN EN PAGINAS WEB

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Colombia”, 25 de junio de 2015. Plataforma Arquitectura. Recuperado el

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https://www.plataformaarquitectura.cl/cl/775575/este-innovador-ladrillo-

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Muy Saludable. Accedido el 25 de septiembre de 2020,

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metales/feldespato/

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