Ing. M sc Gallipoliti, Virgina A. / Arq. M. Sc Jacobo, Guillermo J. / Arq. M sc Alias, Herminia

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1 EVALUACIÓN DEL COMPORTAMIENTO TÉRMICO DE COMPONENTES CONSTRUCTIVOS DE LOS EDIFICIOS EN LOS PUNTOS DE ENCUENTRO ESTRUCTURA-ENVOLVENTE CON PROGRAMAS COMPUTACIONALES. Ing. M sc Gallipoliti, Virgina A. / Arq. M. Sc Jacobo, Guillermo J. / Arq. M sc Alias, Herminia angelinag@arnet.com.ar gjjacobo@arq.unne.edu.ar Resumen: El aporte de este Trabajo se enmarca dentro de las actividades propuestas en el ítem K del Plan de Tareas del Proyecto Optimización Higrotermica- Energética de Edificios en altura mediante correcciones de Puentes Térmicos en su envolvente estructural- constructiva de la SCyT UNNE PI-013/05. También aportaría al Proyecto acreditado de la SCyT UNNE PI-12/05 Patologías en las edificaciones arquitectónicas del NEA. Elaboración de Metodologías de Análisis y Propuestas de Intervención de la Facultad de Arquitectura y Urbanismo de la UNNE. La propuesta apunta a la modelizacion y simulación computacional, como apoyo al trabajo científico, de los times conflictivos tratados en ambos Proyectos con el programa, SIMUSOL que es un sofwart de uso libre y fue creado en el INENCO, Instituto de Energías No convencionales CONICET- UNSA en la Universidad de Salta Argentina Las simulaciones con el Programa SIMUSOL se realizaran para visualizar y evaluar el comportamiento Térmicos de encuentros muro / suelo y/o entrepiso; muro / estructura; suelo y/o entrepiso / estructura, de los edificios de nuestra zona. Por encontrarse en su primera etapa el trabajo presenta las principales características del Programa, gráficos, cuadros, muros a estudiar y algunos ejemplos ya estudiados. Palabras clave: Simulación Tramitancia - Muros Antecedentes El aporte de este Trabajo se enmarca dentro de las actividades propuestas en el ítem K del Plan de Tareas del Proyecto Optimización Higrotermica- Energética de Edificios en altura mediante correcciones de Puentes Térmicos en su envolvente estructural- constructiva de la SCyT UNNE PI-013/05 de la Facultad de Arquitectura y Urbanismo de la UNNE. También aportaría al Proyecto acreditado de la SCyT UNNE PI-12/05 Patologías en las edificaciones arquitectónicas del NEA. Elaboración de Metodologías de Análisis y Propuestas de Intervención La propuesta apunta a la modelizacion y simulación computacional, como apoyo al trabajo científico, de los ítem conflictivos tratados en ambos Proyectos. Esto permite delinear, en principio, las aplicaciones de los Programas simuladores. Se crearan modelos que representen las condiciones de conflicto en las construcciones estudiadas, asimilándolos a Modelos térmicos y/o eléctricos que es el lenguaje que utilizan estos Programas. Se introducirán en la computadora, describirán en forma grafica comportamientos de transmisión de calor, Temperatura, Humedad, u otras variables que se prefieran. A su vez, el Programa permitirá ir variando o corrigiendo datos de entrada, lo que brindara información para la optimización de las correcciones constructivas de edificios. El programa utilizado, SIMUSOL es un sofwart de uso libre y fue creado en el INENCO, Instituto de Energías No convencionales CONICET- UNSA en la Universidad de Salta Argentina (Dolores Alía de Saravia y Luis R. Saravia)

2 Objetivos Realizar simulaciones con el Programa SIMUSOL para visualizar y evaluar el comportamiento Térmicos de encuentros muro / suelo y/o entrepiso; muro / estructura; suelo y/o entrepiso / estructura, de los edificios de nuestra zona. Estimación comparativa global del consumo energético de los citados edificios. Evaluar la aplicación de este Programa como herramienta útil para las aplicaciones en este trabajo y delinear otros posibles campos dentro de la edificación. Materiales y Métodos El Simusol es un programa destinado a la simulación numérica de sistemas solares formados por elementos concentrados. La simulación ha estado en principio dirigida al estudio de sistemas térmicos. No obstante, actualmente se puede adaptar al estudio al estudio de otros fenómenos físicos tales como los eléctricos, los de flujo convectivo natural, los relacionados con el aire húmedo y otros; estos trabajos se pueden realizar combinando los distintos fenómenos, por lo que el Simusol es capaz de analizar un conjunto muy diverso de sistemas térmicos, con el fin de que la aplicación sea concreta. Para ello este programa utiliza varios programas de uso libre: DIA, SCEPTRE y GNUPLOT. El sistema estará representado por una red de elementos que unen nodos de temperatura. Esta red recibirá el nombre de modelo del sistema Además de conocer la red, se deberán dar un conjunto de valores que determinan las propiedades de los elementos y también un conjunto de parámetros relacionados con los aspectos generales del modelo y su calculo, como ser, el tiempo de calculo, valores iniciales, etc. Todos estos valores se introducirán mediante un conjunto de cuadros cada uno con su nombre identificatorio. La red y los cuadros se introducen en el programa con una interfase grafica mediante el programa DIA. Un segundo programa, escrito en Perl, traducirá esta información generando un archivo de texto (*d) que se alimentara al tercer programa, que realizara el calculo de la evolución transitoria del sistema, llamado Sceptre. Finalmente, una vez terminado el calculo, el cuarto programa entregara gráficos de la variación de las variables de interés y almacenara los resultados en archivos de texto usables para su análisis posterior. Símbolos gráficos Formas de Nodos Líneas de enganche entre nodos Formas de resistencias térmicas Formas de tipo de flujos La parte gráfica del diagrama solo describe que tipos de elementos integran el circuito, cada cual con su Identificación, y en que modo, es decir a cuales nodos, están conectados esos elementos. Pero la información acerca de los valores de los elementos del circuito, y las indicaciones acerca de lo que se pretende de la simulación hay que darla utilizando cuadros. Los archivos-diagramas contienen la descripción gráfica del circuito así como uno o mas cuadros.

3 Ejemplos de cuadros: Ejemplo: modelo de un acumulador que recibe un flujo de calor y pierde calor al exterior a través de una resistencia conductiva. Aproximación del modelo. Los Sistemas Extensos como herramienta para simular elementos constructivos (paredes). El Simusol ha sido diseñado para estudiar sistemas térmicos a parámetros concentrados. Esto significa que cada una de las partes del sistema que se estudia está caracterizada por un único valor de las variables de interés. En la práctica esta condición es muy restrictiva ya que hay muchos sistemas reales que no son concentrados, sino extensos. Por ejemplo, una pared de ladrillo de una vivienda está sometida a la temperatura externa de un lado y a la interna de la vivienda por la otra. En el seno dela pared existirá una distribución de temperaturas por lo que sistema no puede tratarse como si fuese concentrado. Para poder utilizar el Simusol en sistemas extensos se va a dividir el sistema extenso en múltiples partes, de manera que cada una de ellas sea lo suficientemente pequeña para ser considerada como un elemento concentrado. En ese caso la distribución continua de temperaturas es reemplazada por un conjunto de temperaturas que varía de elemento a elemento aproximándose a la continua tanto como se quiera disminuyendo lo suficiente el tamaño de cada elemento. Este método recibe el nombre de aproximación en diferencias finitas.

4 área A i-1 i i+1 Fig. 1.- Muestra unos de los elementos en el que fue dividida la pared Las Unidades de Análisis seleccionadas para estas aplicaciones resultan de una base de datos creada por la cátedra Estructuras III FAU- UNNE. La misma esta confeccionada con las características constructivas mas comunes en la región NEA. Muros simples de ladrillo revocado en ambos paramentos Ladrillos cerámicos huecos Con Cámara de Aire rellena de Material Aislante (fibra de vidrio poliestireno expandido) Panel madera Discusión de resultados Hasta la fecha los resultados solo son mensurables en lo que concierne a los aspectos preliminares para el inicio del Trabajo, como ser: información recabada hasta el momento respecto de elementos necesarios para iniciar el trabajo, como bibliografía y manuales de uso del sofwart ; Adecuación de la temática para el uso del programa SIMUSOL, vinculación con otros centros de estudios (INENCO, Fac. Ciencias Exactas, etc.) y consultas con profesionales idóneos. Los procesos de transmisión de energía (calor, temperatura) en los cerramientos constituidos por paredes de diversos materiales tendrán su resolución en la constitución de los circuitos térmicos y las graficas obtenidas permitirán una visualización de esos procesos en forma ordenada y didáctica. Conclusiones En esta primera etapa de inicio de este trabajo puede verificarse suficiente cantidad de información útil de cerramientos mas comunes en las construcciones del NEA, gracias a la bibliografía existente en la catara y Facultad de Arquitectura. Esto permitirá trabajar holgadamente con los detalles necesarios para su graficación y simulación. Por otra parte se cuenta con fuentes de consulta muy útiles derivados del interés generado por la temática. Resulta una aplicación poco explorada en los ámbitos de simulación con este tipo de programas, por lo que la colaboración de los centros especializados permitirá trabajar sobre bases seguras y facilitara el intercambio fluido para todo tipo de consultas, Bibliografía ALIAS HERMINIA & JACOBO, GUILLERMO Comportamiento de los materiales de construcción en muros de cerramiento. Condiciones ambientales y su adecuación al NEA. Publicación didáctica Cátedra Estructuras III- FAU -UNNE ALÍAS H. M. & JACOBO, G. J. & PILAR de ZALAZAR, C. A., Calidad Térmica Edilicia: Algunos factores constitutivos, condicionantes y determinantes del problema higrotérmico en las construcciones. Publicación didáctica

5 Construcciones II-FAU-UNNE, Biblioteca Arq. R. Champion FAU-UNNE, Resistencia, Argentina, SARAVIA, DOLORES ALIA de y SARAVIA, LUIS R (2000).Simulación de sistemas solares térmicos con un programa de calculo de circuito eléctrico, Avances de energías Renovables y Medio Ambiente, SIN , vol 4 Nº 1

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