Mejoramiento térmico de las Viviendas y su aporte a la Descontaminación Atmosférica

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1 Mejoramiento térmico de las Viviendas y su aporte a la Descontaminación Atmosférica Nicolás Schiappacasse Poyanco Doctor en Ciencias, mención Química Escuela de Ingeniería de Procesos Industriales

2 INTRODUCCIÓN

3 QUÉ ES EE? Definición EFICIENCIA ENERGÉTICA: con SÍ es: Consumo inteligente NO es: Ahorro / reducción Optimización Todas las energías Sacrificio Menor producción Mayor productividad Mayor rendimiento Mayor rentabilidad Cultura y tecnología Mejores hábitos Mejor gestión de procesos Menor calidad de vida Menor bienestar Menor crecimiento Menor competitividad

4 EE: ESTRATEGIA CRECIMIENTO Independencia Energética Consumo Total por Fuente (CNE, 2003) Electricidad 13% Leña 14% Carbón y coke 8% Crecimiento demanda : 89% Otros 4% Energía importada: (1982, 18%); (2007, 70%) Chile importa: 97% de petróleo, 84% de carbón Gas Natural 25% y 78% de gas natural Derivados de Petróleo 36%

5 EE: ESTRATEGIA CRECIMIENTO Ahorro para las personas Beneficio Consumo 20 W 100W 20 W 100W Ampolleta incandescente consume 146 kwh = $

6 EE: ESTRATEGIA PARA CC Evidencia CC Calentamiento Global

7 EE: ESTRATEGIA PARA CC Concentraciones CO Años antes del 2005

8 EE: ESTRATEGIA PARA CC Emisiones CO 2 en Chile

9 EE: ESTRATEGIA PARA CC Proyecciones para Chile ( ) Depto. Geofísica U. Chile (2007)

10 EE PARA MEJORAR CALIDAD AIRE Causa de Contaminación por MP10 En el uso de la leña no hay EE! Coyhaique. Mayo 2004

11 EE PARA MEJORAR CALIDAD AIRE Mal uso de la leña Pobre Aislación Térmica Altas Emisiones MP Q Consumidor desinformado Leña húmeda Combustión incompleta Tecnología precaria

12 EE PARA MEJORAR CALIDAD AIRE Leña seca, más calor Relación entre el poder calorífico y el contenido de humedad de la leña kwk/kg Leña seca Leña húmeda % humedad

13 mg/mj EE PARA MEJORAR CALIDAD AIRE Recambio Tecnológico I I H Emisión vs Eficiencia EMISIÓN vs EFICIENCIA H G G F F SERPRAM, 2006 E E Chilenos % D D C C B B A Neozelandeses A

14 EE PARA MEJORAR CALIDAD AIRE Mejor aislación, menos emisiones

15 EE PARA MEJORAR CALIDAD AIRE Mejor aislación, menos emisiones Resultado modelación

16 CALOR DE HOGAR

17 TRANSFERENCIA DE CALOR Fundamentos - Calor es una forma de energía en tránsito (Primer Principio Termodinámica) - El calor siempre se transfiere desde un cuerpo de mayor temperatura a otro de menor temperatura (Segundo principio de la Termodinámica)

18 TRANSFERENCIA DE CALOR Mecanismos - Conducción cobre acero vidrio polietileno alúmina Vaso Dewar

19 TRANSFERENCIA DE CALOR Mecanismos - Convección - Movimiento de fluidos

20 TRANSFERENCIA DE CALOR Mecanismos - Radiación (IR) - Todos los cuerpos calientes emiten radiación IR

21 TRANSFERENCIA DE CALOR En un muro T ext T int < T ext Transmitancia (U; W/m 2 C): Calor transferido en un segundo por 1 m 2 de muro cuando la diferencia de temperatura entre ambos lados es de 1 C El inverso de la transmitancia es igual a la resistencia térmica del muro.

22 ANÁLISIS ENERGÉTICO Balance Demanda Calefacción = Pérdidas - Ganancias Pérdidas: - Transmisión - Ventilación - Infiltración aire Ganancias: - Solares - Iluminación - Personas - Internas

23 ANÁLISIS ENERGÉTICO Balance Demanda Calefacción = Pérdidas - Ganancias Minimizar Pérdidas, Maximizar Ganancias

24 ANÁLISIS ENERGÉTICO Pérdidas por Transmisión Q Transmisión UA T T int ext Factor constructivo Factor climático Q UA U U muro A A muro ( T U ventana T trans, piso piso piso int suelo A ) ventana U cubierta A cubierta U A 2 transmitancia,w/(m K) área,m 2

25 ANÁLISIS ENERGÉTICO Disminución de Pérdidas Transmisión Q Transmisión UA T T int ext Factor constructivo Factor climático Disminuir U (uso de materiales aislantes y resolución de puentes térmicos) Disminuir el Área Expuesta (Bajo Volumen / Superficie) Ajustar el área de ventanas

26 ANÁLISIS ENERGÉTICO Pérdidas por Transmisión

27 ANÁLISIS ENERGÉTICO Pérdidas por Transmisión Fuente: Diplomado en Edificación Sustentable Universidad de Talca

28 ANÁLISIS ENERGÉTICO Pérdidas por Transmisión Transmitancias de diversos materiales VIDRIO SIMPLE 5.5 HORMIGÓN VISTO 4.0 VIDRIO PAR 3.2 MADERA 2.0 MURO AISLADO 0.2

29 ANÁLISIS ENERGÉTICO Pérdidas por Infiltración, Ventilación Q Infilt, Vent m c p T int T ext Factor constructivo Factor climático m flujo másico(kg/s),proporcionalrenovacion esde aire c p capacidadcaloríficadelaire(1kj/kg K)

30 ANÁLISIS ENERGÉTICO Carga Térmica Q Transmisión Q infilt, vent cargatérmica Carga térmica = tasa de pérdidas = tasa de calor entregado por el sistema de calefacción (Define la potencia de éste)

31 ANÁLISIS ENERGÉTICO Cálculo de la Demanda Anual

32 ANÁLISIS ENERGÉTICO Ganancia por Radiación Solar Q radsolar A i E mes, i Factor constructivo Factor climático = transmisividad media de las ventanas - A i = área total de las ventanas en la fachada i - E i = Energía solar por metro cuadrado en la fachada i

33 ANÁLISIS ENERGÉTICO Ganancias Solares

34 ANÁLISIS ENERGÉTICO Diseño Solar Pasivo DISTRIBUCIÓN DE RECINTOS SEGÚN SU EXPOSICIÓN AL RECORRIDO SOLAR Felipe Valdés

35 ANÁLISIS ENERGÉTICO Diseño Solar Pasivo Oscilación máxima recomendable respecto del norte geográfico / solar Para obtener una mayor eficiencia energética solar, se puede considerar una rotación de no más de 30 grados, con respecto al norte, pues mas allá de eso la ganancia solar deja de ser eficiente

36 ANÁLISIS ENERGÉTICO Diseño Solar Pasivo Variables de diseño: FENESTRACIÓN Equilibrar Iluminación Natural suficiente con pérdida de energía térmica Felipe Valdés Diseñar para día nublado

37 ANÁLISIS ENERGÉTICO Diseño Solar Pasivo Modelación Análisis de asoleamiento dinámico, día a día, hora a hora

38 ANÁLISIS ENERGÉTICO Diseño Solar Pasivo Langport, Somerset, UK.

39 ANÁLISIS ENERGÉTICO Puentes Térmicos A través del puente térmico se genera lo que se conoce como efecto embudo, el calor contenido por la envolvente es transmitido más rápidamente por el elemento conductor.

40 ANÁLISIS ENERGÉTICO Puentes Térmicos Coeficiente de conductividad térmica (λ) de distintos materiales Material λ [W/mºC] Aluminio 210 Acero 58 Hormigón (2400 kg/m 3 ) 1.63 Vidrio 1.20 Agua 0.59 Yeso 0.31 Maderas 0.11 Espumas, fibras alveolares 0.04 Aire quieto 0.024

41 ANÁLISIS ENERGÉTICO Puentes Térmicos Geométricos Producidos por cambio de materialidad Constructivos Convectivos

42 ANÁLISIS ENERGÉTICO Puentes Térmicos Sin mejoramiento de envolvente Con mejoramiento de envolvente

43 ANÁLISIS ENERGÉTICO Puentes Térmicos por Condensación Crecimiento de moho y hongos producto de condensación superficial intramuros.

44 ANÁLISIS ENERGÉTICO Puentes Térmicos por Condensación La condensación superficial puede producirse en cualquier punto del paquete constructivo, en donde las condiciones de humedad y temperatura sean las adecuadas para producir rocío.

45 GESTIÓN DE OBRA CON EE Importancia de ITO t (ext) = 10 C

46 GESTIÓN DE OBRA CON EE Importancia de ITO

47 GESTIÓN DE OBRA CON EE Importancia de ITO

48 La clave no está en gastar más, sino en hacer las cosas realmente bien Gracias!

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