Panel SIP y Metalcon

8/20/2019 Panel SIP y Metalcon

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Universidad Austral de ChileFacultad de Ciencias de la Ingeniería

Escuela de Ingeniería en Construcción

“ESTUDIO COMPARATIVO ENTRE MURO DE METALCÓNREVESTIDO CON PLACA OSB Y PANEL SIP APLICADO A UNA VIVIENDA TIPO UBICADA EN LA CIUDAD DE VALDIVIA EN

TÉRMINOS DE EFICIENCIA ENERGÉTICA”

Tesis para optar al Título de:Ingeniero onstructor

Profesor Guía:Sr. Rubén Seguel Vidal.Ingeniero Constructor.

Licenciado en Ciencias de la ContrucciónDiplomado en Eficiencia Energética y

Calidad Ambiental en la Edificación

SERGIO ANDRÉS NAVARRETE SMITH

VALDIVIA - CHILE2012



Índice.

Contenido Página

Índice

Índice de figuras.

Índice de fórmulas.

Índice de gráficos.

Índice de tablas

Resumen

Summary

Introducción

Objetivos

Metodología

Estructura de la Tesis

Glosario

Capítulo I: Demanda Energética. 1

1.1 Demanda Energética. 1

1.1.1 Pérdidas por transmisión. 1

1.1.2 Pérdidas por infiltración. 2

1.1.3 Pérdidas por ventilación. 4

1.1.4 Energía ganada por equipos eléctricos. 5

1.1.5 Energía ganada por metabolismo humano. 6

1.1.6 Energía ganada por energía solar. 6



Contenido Página

Capítulo II: Descripción de Materiales. 8

2.1 Panel Sip. 8

2.1.1 Beneficios de usar Paneles SIP 9

2.1.2 Tipos de Panel SIP. 9

2.1.3 Usos de Panel SIP. 10

2.1.4 Construcción con Muro de Panel SIP. 13

2.2 METALCON: 20

2.2.1 Características y Ventajas del METALCON. 22

2.2.2 Usos del METALCON. 23

2.2.3 Componentes Principales del sistema METALCON. 24

2.2.4 Construcción con muro de METALCON 27

2.2.5 Materiales a usar en la estructura de METALCON, 45

para efectos de Cálculos.

Capítulo III: Presentación de vivienda. 58

3.1 Descripción general de vivienda. 58

3.2 Muro compuesto Panel SIP. 58

3.3 Muro METALCON. 59

Capítulo IV: Análisis del complejo de muro según 61

normativas térmicas.

4.1 Análisis del complejo de muro construido con Panel SIP. 61

4.1.1 Análisis de Resistencia Térmica según NCh 853 of 91. 61



Contenido Página

4.1.2 Análisis de Resistencia Térmica según método R100. 61

4.2 Análisis del complejo de muro construido con muro METALCON. 62

4.2.1 Análisis de Resistencia Térmica según NCh 853 of 91. 62

4.2.2 Análisis de Resistencia Térmica según método R100. 63

Capítulo V: Demanda energética de sistemas constructivos. 64

5.1 Análisis de demanda energética de muro de Panel SIP. 64

5.1.1 Pérdida de energía con Panel SIP. 64

5.1.2 Ganancia de energía con Panel SIP. 67

5.1.3 Demanda energética térmica real de energía 70

por Panel SIP.

5.1.4 Demanda de leña por mes con Panel SIP. 71

5.2 Análisis de demanda energética de muro METALCON. 72

5.2.1 Pérdida de energía con Muro METALCON. 73

5.2.2 Ganancia de energía con Muro METALCON. 76

5.2.3 Demanda real de energía por Muro METALCON. 78

5.2.4 Demanda de leña por mes con Muro METALCON. 79

5.3 Consumo económico de leña. 81

5.3.1 Consumo económico de leña con Panel SIP 83

5.3.2 Consumo económico de leña con Muro METALCON. 83

Capítulo VI.- Comparación gasto económico versus gasto térmico. 84

6.1 Análisis económico del gasto de leña en de las viviendas. 84



Contenido Página

6.1.1 Presupuesto de Panel SIP. 84

6.1.2 Presupuesto de Muro METALCON. 84

6.2 Comparación de gastos. 85

Conclusiones 87

Referencia bibliografía 89

Anexo A

Anexo B

Anexo C

Anexo D

Anexo E



Índice de figuras.

Contenido Página

Figura 1: Panel SIP. 8

Figura 2: Panel SIP apilados para envío 11

Figura 3: Construcción Casa con Panel SIP 12

Figura 4: Casa fabricada con Panel SIP. 12

Figura 5: Usos de Panel SIP. 13

Figura 6: Detalle anclaje a losa de sistema panel SIP. 14

Figura 7: Ejemplo de anclaje a losa de sistema panel SIP. 15

Figura 8: Detalle para amarra en esquinas con tornillos 16

en sistema panel SIP.

Figura 9: Verificación de ángulo 90° para esquinas en sistema 16

panel SIP.

Figura 10: Esquema colocación de paneles en sistema panel SIP 17

Figura 11: Esquema en isométrica de unión de paneles en sistema 17

panel SIP.

Figura 12: Clavijas para unión de paneles en sistema panel SIP. 18

Figura 13: Montaje Panel SIP (a) 18

Figura 14: Montaje Panel SIP (b) 19

Figura 15: Montaje Panel SIP (c) 19

Figura 16: Esquema perspectivo premarco de ventana en sistema 20 panel SIP.

Figura 17: Esquema General Vivienda Metalcon 21



Contenido Página

Figura 18: Fijaciones, nomenclaturas y aplicación para 26

tornillos usados con METALCON.

Figura 19: Perfiles Estructurales de Metalcon 27

Figura 20: Sistema de Anclaje para Cimiento, sobrecimiento y radier. 28

Figura 21: Anclaje distribuido Metalcon 29

Figura 22: Anclaje Tipo AN1 Metalcon 30

Figura 23: Layout en Radier. 31

Figura 24: Empalme de Soleras. 31

Figura 25: Construcción de muros y tabiques. 32

Figura 26: Encuentro Centro 33

Figura 27: Conexión de Pie Derecho a Canal (solera) 33

Figura 28: Conexión de Pie Derecho a Canal (solera) 34

Figura 29: Detalle Refuerzo Dintel Vano de Ventana 35

Figura 30: Detalle de Antepecho de Ventana 35

Figura 31: Ubicación Diagonal y Placa Madera 36

Figura 32: Detalle Pletina estándar Gusset 37

Figura 33: Detalle Angulo tensor 37

Figura 34: Detalle Estabilizado Lateral 38

Figura 35: Instalación de los Muros y Tabiques Metalcon 39

Figura 36: Poliestireno expandido 41

Figura 37: Lana de vidrio 41

Figura 38: Lana Roca 41

Figura 39: Poliester 42



Contenido Página

Figura 40: Poliuretano 42

Figura 41: Barrera de vapor 43

Figura 42: Volcanita ST (Estándar) 47

Figura 43: Volcanita RH (Resistente a la Humedad) 48

Figura 44: Volcanita RF (Resistente al Fuego) 49

Figura 45: Detalle aislación de muros 52

Figura 46: Croquis Panel SIP. 59

Figura 47: Croquis METALCON. 60

Figura 48: Perfil transversal de una troza de leña. 82



Índice de fórmulas.

Contenido Página

(1): q p = ∑ ( U * A ) (Fuente: Sarmiento, 2007) 1

(2): Qt = 24 * q p * 3600 (Fuente: Sarmiento, 2007) 1

(3): Qmt = Qt * GDM (Fuente: Sarmiento, 2007) 2

(4): qa = 0.36 * V (Fuente: Sarmiento, 2007) 2

(5): Qi = 86,4 * q a (Fuente: Seguel, 2009) 4

(6): Qmi = Qi * GDM (Fuente: Sarmiento, 2007) 4

(7): qv= 0.36 * Vpers (Fuente: Seguel, 2009) 4

(8): Qv = 86,4 * q v (Fuente: Sarmiento, 2007) 5

(9): Qmv = Qv * GDM (Fuente: Sarmiento, 2007) 5

(10): Ee = 0,5*A (Fuente: Seguel, 2009) 5

(11): Eh = 0,08 kW * pers * hr * días del mes (Fuente: Seguel, 2009) 6

(12): Es = R * Sv * fr (Fuente: Seguel, 2009) 6

(13): Pci = ( Pcs – 600 * h) / (1 + h ) (Vignote et al ., 2005) 71

(14): L = [ Qmes / ( Pci x η )] (Vignote et al ., 2005) 72



Índice de gráficos.

Contenido Página

Gráfico 1: Comparación mensual de consumo de leña. 81

Gráfico 2: Recuperación según ahorro de consumo de leña. 85

Gráfico 3: Recuperación según ahorro de consumo de leña 86

utilizando tasa de interés



Índice de tablas.

Contenido Página

Tabla 1: Grados Día Mes. 3

Tabla 2: Cálculo de V 4

Tabla 3: Irradiación global mensual y anual en diferentes 7

inclinaciones y AZIMUT (kWh/m2)

Tabla 4: Especificaciones Técnicas Volcanita ST (Estándar) 46

Tabla 5: Especificaciones Técnicas Volcanita RH 47

(Resistente a la Humedad)

Tabla 6: Especificaciones Técnicas Volcanita RF 48

(Resistente al Fuego)

Tabla 7: Tipos de AislanGlass 50

Tabla 8: Elementos constructivos Panel SIP 61

Tabla 9: Elementos constructivos del muro METALCON 62

Tabla 10: Demanda energética térmica por transmisión, Panel SIP 64

Tabla 11: Demanda energética térmica mensual por transmisión, 64

Panel SIP

Tabla 12: Demanda energética térmica mensual requerida de 65

calefacción por infiltración en Panel SIP


calefacción por ventilación en Panel SIP.

Tabla 14: Resumen de pérdidas de energía con Panel SIP 67

Tabla 15: Ganancia de energía por metabolismo humano. 68



Contenido Página

Tabla 16: Ganancia de energía por energía solar. 68

Tabla 17: Resumen de pérdidas de energía con Panel SIP 69

Tabla 18: Demanda energética térmica real de energía con Panel SIP 70

Tabla 19: Consumo anual de leña de Roble con Panel SIP 72

Tabla 20: Demanda energética térmica por transmisión, 73

Muro METALCON.

Tabla 21: Demanda energética térmica mensual por transmisión, 73

Muro METALCON


calefacción por infiltración en Muro METALCON

Tabla 23: Demanda mensual requerida de calefacción por 75

ventilación en Muro METALCON.

Tabla 24: Resumen de pérdidas de energía con Muro METALCON 75

Tabla 25: Ganancia de energía por metabolismo humano. 76

Tabla 26: Ganancia de energía por energía solar. 77

Tabla 27: Resumen de pérdidas de energía con Muro METALCON 77

Tabla 28: Demanda energética térmica real de energía con 78

Muro METALCON

Tabla 29: Consumo anual de leña de Roble con Muro METALCON 80

Tabla 30: Comparación económica de consumo de leña. 83

Tabla 31: Precio metro cuadrado Panel SIP. 84

Tabla 32: Precio metro cuadrado Muro METALCON. 84

Tabla 33: Resumen presupuestos. 85



Resumen.

Hoy en día, es muy importante conservar la energía en las viviendas, esto

ya que es cada vez más costosa y escasa con el paso del tiempo. Es por esto

que la industria está constantemente innovando en cuanto a materiales de

construcción se refiere, pero: ¿Sabemos con certeza cuán eficientes son?

Para responder esta pregunta es que en este texto se compararan dos formas

de construcción de muros perimetrales para una vivienda tipo, con el fin de

determinar cuál de ellos cumple de mejor forma la reglamentación dispuesta

en nuestro país y cuál de ellos requiere una inversión inicial menor.



Summary.

Today, it is important to conserve energy in homes, since this is

increasingly expensive and scarce over time. That is why the industry is

constantly innovating in terms of building materials are concerned, but: Do

we know for sure how effective are they? To answer this question is that in

this text are comparing two forms of construction of external walls for

housing type, in order to determine which best meets of the regulations

imposed on our country and which of them requires a lower initial

investment.



Introducción

En la actualidad, es muy importante conservar la energía térmica en las

viviendas, esto ya que es cada vez más costosa y a la vez escasa con el paso

del tiempo. Por esto es que constructivamente debemos innovar con los

nuevos materiales que ofrece el mercado de la mano de la tecnología presente

en nuestros días.

Lo que se busca principalmente al hablar de eficiencia energética es

generar un confort térmico para los habitantes de la vivienda, optimizando eluso de la energía térmica ya que se generan menos pérdidas de calor al

exterior de la vivienda lo cual es clave al momento de reducir los costos en

calefacción ya que al existir menos pérdidas de calor es menos el combustible

que se utiliza para lograr una temperatura agradable dentro de la vivienda.

Para construir aplicando la eficiencia energética tenemos múltiples

posibilidades en cuanto a soluciones constructivas se refiere, por ejemplo;

aislantes, revestimientos, sellos, etc. todos materiales pensados y diseñados

en el confort térmico de la vivienda y sus ocupantes.

El Ministerio de Vivienda y Urbanismo (MINVU) y la Ordenanza General

de Urbanismo y Construcciones (OGUC) son los encargados de regular los

estándares mínimos de la normativa en cuanto a eficiencia térmica se refiere

entregando las herramientas de análisis para una buena elección de material

y solución constructiva.

El cómo poder evaluar eficiencia v/s costo es principalmente lo que se verá

reflejado en este texto, ya que se contrastarán dos soluciones constructivas

de complejo de muro diferentes, con materiales diferentes y por supuesto

valores diferentes ante una misma situación de pérdida de energía térmica,

la cual estudiará y buscará encontrar la solución constructiva más a fin.

Para poder tomar una decisión acertada no solo influyen los precios y que

tan eficiente es una opción de la otra, sino que también se deben tomar encuenta factores como rango de la vivienda, ubicación, necesidades de la

familia, etc.



Así entonces con las herramientas de evaluación, un estudio de los

materiales y conocimiento de factores externos se analiza, se estudia y se

decide la mejor opción de construcción, ya sea para los distintos complejosen forma individual que forman una construcción o para la vivienda en su

totalidad.



Objetivos.

Objetivo general

Estudiar las características de los tipos de muros de construcción de la

envolvente térmica de la vivienda a analizar, estos serán: Muro perimetral

con Panel SIP y muro perimetral de METALCON, los cuales seráncomparados para lograr definir cual posee una mejor eficiencia energética y

cual resulta conveniente desde el punto de vista económico, tomando en

cuenta lo recién mencionado.

Objetivos específicos.

- Estudiar el sistema de construcción de muros mediante la utilización

de panel SIP como material innovador.

- Estudiar el sistema de construcción de muros mediante el uso de

METALCON revestido con panel OSB.

- Analizar la ejecución de ambos sistemas, poniendo énfasis en el costo –

eficiencia térmica de cada uno de ellos.

- Comparar la demanda energética versus ahorro de una vivienda entremuros de METALCON revestido con panel OSB y otra con panel SIP

aplicado a una vivienda en la ciudad de Valdivia.



Metodología.

El primer paso para iniciar esta investigación es decidir cuáles serán los

materiales a comparar, estudiar y analizar térmicamente. Una vez

determinados para su comparación, Panel SIP y Muro METALCON será

necesario conocer las propiedades, usos, instalación y cualquier dato

relevante para el análisis de estos materiales.

En segundo lugar es necesario revisar la bibliografía necesaria para el

análisis térmico del complejo de muro en las dos situaciones propuestas paracomparar. Esta bibliografía corresponde a la normativa térmica compuesta

por NCh 853 of 91 y el D.O. 04.01.10 la cual nos entrega la forma de

comprobar si los complejos de muro a estudiar cumplen la actual normativa

térmica según la zonificación correspondiente al emplazamiento estimado de

la vivienda para este estudio, el cual es la ciudad de Valdivia, región de los

Ríos, Chile.

Una vez que se ha recopilado la bibliografía y decidido cuales serán los

complejos de muro a comparar, se recopila la información correspondiente a

la vivienda que se aplicaran estos materiales. Para ello es necesario contar

con los planos de arquitectura y detalles de puertas y ventanas, los cuales

afectan a la composición y estudio del muro, térmicamente hablando.

Con todos los datos recopilados se procede a realizar la comprobación de

los materiales en cuanto a cumplimiento de la normativa térmica, en caso de

efectivamente cumplirla se procede al siguiente paso, de no cumplir la

normativa se buscan alternativas que si lo hagan.

Con los complejos de muro que cumplen la normativa térmica se procede

a estudiar la demanda energética térmica de cada uno de ellos con el fin de

determinar en cuál de ellos se produce el mayor ahorro en demanda anual de

leña. Estos datos económicos serán considerados finalmente en Unidades de

Fomento (UF).

El siguiente paso es determinar el costo de construcción de cada uno de

estos dos complejos que serán estudiados. Con el costo de construcción de



Panel SIP y Muro METALCON lograremos determinar la diferencia económica

de la construcción.

Con la diferencia económica de la construcción y la diferencia económica

del ahorro de consumo de leña se hará un gráfico de recuperación, el cual

mostrará en cuanto tiempo (medido en años) es recuperable la diferencia de

construcción, acumulando año tras año la diferencia de ahorro térmico.

Con todos los datos antes expuestos que se espera conseguir serán

determinadas las conclusiones que arroja el estudio y/o análisis del complejo

de muro hecho con Panel SIP y el complejo de muro hecho con Muro

METALCON.



Estructura de Tesis

Básicamente la estructura de la tesis mostrará el orden de los

componentes de ella y una breve descripción de cada uno de ellos.

- Índices: Indica la ubicación por página de los distintos componentes

de la tesis.

- Introducción: Indica las razones y directrices de esta tesis.

- Objetivos:

Indica de manera más precisa los puntos que se esperan enesta tesis.

- Metodología de trabajo: Indica el orden de los componentes de esta

tesis.

- Glosario: Contiene conceptos requeridos en el desarrollo de esta tesis.

- Capítulo I: Demanda Energética. Contiene proceso teórico de

formulas a utilizar durante el desarrollo de esta tesis.

- Capítulo II: Descripción de Materiales. Contiene la descripción de los

materiales que componen las dos clases de muros a estudiar y

comparar en esta tesis.

- Capítulo III: Presentación de vivienda. Se indican las características

constructivas de la vivienda más relevantes para el desarrollo de esta

tesis, realizando énfasis en los componentes de los muros a estudiar.

- Capítulo IV: Análisis del complejo de muro según normativas

térmicas. Se realiza un análisis usando la normativa térmica para

comprobar que las clases de muros estudiados cumplan las normas

mencionadas. Se utilizan métodos de resistencia térmica (Rt) y método

de R100.

- Capítulo V: Demanda energética de sistemas constructivos. Se

concluye demanda energética de cada clase de muro, analizando sus

pérdidas y ganancias de energía, logrando definir de manera anual el

gasto de leña en cada caso.



- Conclusión

- Referencia bibliográfica

- Anexos: Contiene información que no ha sido incluida en los capítulos

anteriores, como por ejemplo: Planos y Normas.



Glosario.

Los siguientes términos son un extracto del Manual de Aplicación deReglamentación Térmica del Ministerio de Vivienda y Urbanismo 2006:

- “Aislación térmica: es la capacidad de oposición al paso de calor de un

material o conjunto de materiales, y que en construcción se refiere

esencialmente al intercambio de energía calórica entre el ambiente interior

y el exterior.

- Albañilería armada: albañilería que lleva incorporados refuerzos de

barras de acero en los huecos verticales y en las juntas o huecos

horizontales de las unidades.

- Albañilería confinada: es aquella reforzada con pilares y cadenas de

hormigón armado, las cuales enmarcan completamente el sistema de

ladrillos o bloques.

- Barrera de vapor: lámina o capa que presenta una resistencia a la

difusión del vapor de agua comprendida entre 10 y 230MN s/g.

- Barrera de humedad: lámina o capa que tiene la propiedad de impedir el

paso de agua a través del mismo.

- Complejo de techumbre: conjunto de elementos constructivos que

conforman una techumbre, tales como: cielo, cubierta, aislante térmico,

cadenetas y vigas.

- Complejo de muro: conjunto de elementos constructivos que conforman

el muro y cuyo plano de terminación interior tiene una inclinación de más

de 60º sexagesimales, medidos desde la horizontal.

- Complejo de piso ventilado: conjunto de elementos constructivos que

conforman el piso que no están en contacto directo con el terreno.



- Complejo de ventana: conjunto de elementos constructivos que

constituyen los vanos vidriados de la envolvente de la vivienda.

- Conductividad térmica, λ: cantidad de calor que en condiciones

estacionarias pasa en la unidad de tiempo a través de la unidad de área

de una muestra de material homogéneo de extensión infinita, de caras

planas y paralelas y de espesor unitario, cuando se establece una

diferencia de temperatura unitaria entre sus caras. Se expresa en W/m2

K. Se determina experimentalmente según la norma NCh 850 o NCh 851.

- Envolvente térmica de un edificio: serie de elementos constructivos a

través de los cuales se produce el flujo térmico entre el ambiente interior y

el ambiente exterior del edificio. Está constituida básicamente por los

complejos de techumbre, muros, pisos y ventanas.

- Grados/día: en un período de un día, es la diferencia entre la

temperatura fijada como "base", y la media diaria de las temperaturas

bajo la temperatura de base, igualando a la "base" aquellas superiores a

ésta. Dependiendo del período de tiempo utilizado, se puede hablar de

grados/día, grados/hora, grados/año, etc.

- Pérdidas por renovaciones de aire: pérdida de calor de un espacio

interior que se produce por efecto de la renovación de aire.

- Puente térmico: parte de un cerramiento con resistencia térmica inferior

al resto del mismo, lo que aumenta la posibilidad de producción de

condensaciones y pérdidas de calor en esa zona en invierno.

- R 100: Según la norma NCh 2251 es la resistencia térmica que presenta

un material o elemento de construcción, multiplicado por 100.

- Resistencia térmica, R: oposición al paso del calor que presentan los

elementos de construcción. Se pueden distinguir los siguientes casos:



Resistencia térmica de una capa material, R: para una capa de

caras planas y paralelas de espesor e, conformado por un material

homogéneo de conductividad térmica l, la resistencia térmica, R, quedadada por: R= e/l, y se expresa en m2K/W.

Resistencia térmica total de un elemento compuesto, RT: inverso

de la transmitancia térmica del elemento. Suma de las resistencias de

cada capa del elemento: RT=1/U, y se expresa en m2K/W.

Resistencia térmica de una cámara de aire no ventilada, Rg:

resistencia térmica que presenta una masa de aire confinado (cámara

de aire). Se determina experimentalmente por medio de la norma NCh

851 y se expresa en m2K/W.

Resistencia térmica de superficie, Rs: inverso del coeficiente

superficial de transferencia térmica h, es decir: Rs=1/h, y se expresa

en m2K/W. En el caso de un elemento compuesto por dos capas de

distintos materiales con resistencias térmicas Ri y Re, y con una

cámara de aire no ventilada con resistencia térmica Rg, la resistencia

térmica total será: RT= Rsi + Ri + Rg+ Re + Rse. donde Rsi corresponde

a la resistencia térmica de superficie al interior y Rse a la resistencia

térmica de superficie al exterior.

Resistencia térmica total de elementos compuestos por varias

capas homogéneas, RT: para un elemento formado por una serie de

capas o placas planas y paralelas de materiales distintos en contacto

entre sí, la resistencia térmica total, queda dada por: RT=1/U=Rsi+ Σ

e/λ + Rse en que Σ e/λ = sumatoria de las resistencias térmicas de las

capas que conforman el elemento. Esta resistencia térmica total, RT, se

expresa en m2 K/W.

- Temperatura base: es la temperatura que se fija como parámetro para elcálculo de confort o requerimientos de calefacción.



- Transmitancia térmica, U: 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. Corresponde al inverso dela resistencia térmica total RT de un elemento y se expresa en W/m2K. Se

determina experimentalmente según la norma NCh 851 o bien por cálculo

como se señala en la norma NCh 853.” (MINVU, 2006)



1

Capítulo I: Demanda Energética.

1.1 Demanda Energética.

La demanda energética se puede determinar calculando las pérdidas de

calor y las ganancias de calor que se generan según los elementos

constructivos de la vivienda, en este caso de los elementos constructivos a

comparar en el complejo de muro: PANEL SIP y muro de METALCON. En

primer lugar tenemos tres tipos de pérdidas de calor: Pérdida por

transmisión, Pérdida por infiltración y Pérdida por ventilación. En segundolugar tenemos tres tipos de energías que nos hacen ganar calor: Energía

ganada por equipos eléctricos, Energía ganada por metabolismo humano y

Energía ganada por radiación solar.

1.1.1 Pérdidas por transmisión.

q p = ∑ ( U * A ) (1) (Sarmiento, 2007)

Donde:

U = Coeficiente total transferencia calor del elemento (W / m2 ºC)

A = Área de cada elemento o complejo (m2)

q p = Calor de pérdidas al exterior (W / °C)

Una vez que tenemos determinada la expresión qp la usamos en lasiguiente expresión:

Qt = 24 * q p * 3600 (2) (Sarmiento, 2007)

Donde:

q p = Calor de pérdidas al exterior (W / °C)

Qt = Demanda de calefacción (J / GD) por transmisión

Cuando tenemos determinada la demanda de calefacción por transmisión

(Qt) buscamos la demanda de energía, usando la expresión:



2

Qmt = Qt * GDM (3) (Sarmiento, 2007)

Donde:

Qt = Demanda de calefacción (J / GD) por transmisión

GDM = GD del mes.

Qmt = Demanda energía mensual requerida de calefacción (kJ / mes) por

transmisión.

En este momento aparecen en las expresiones usadas para los cálculos

necesarios los GDM que son Grados Días Mes y estos se pueden encontrar

en el libro Energía solar en arquitectura y Construcción de Sarmiento (2007).

En la tabla 1 se encuentran los GDM para distintas ciudades de país, en

esta tesis se usarán los GDM correspondientes para la ciudad de Valdivia.

1.1.2 Pérdidas por infiltración.

qa = V * C * d

qa = ( V * 1003 * 1,29 ) / 3600

qa = 0.36 * V (4) (Sarmiento, 2007)

Donde:

qa = Calor entregado al aire por ventilación o infiltración (W/ºC).

V = Aire introducido por ventilación o infiltración (m3 / s).

C = Calor específico aire, 1003 J / kg ºC

d = Densidad aire, 1.29 kg / m3

El valor de V es necesario calcularlo de dos formas distintas; una para

verano y otra para invierno. En la tabla 2, se expresan las dos formas

necesarias para determinar V.



3

Tabla 1: Grados Día Mes.

Fuente: Sarmiento (2007)



4

Tabla 2: Cálculo de V

Fuente: Sarmiento (2007)

Una vez que conocemos qa, usamos la siguiente expresión para conocer la

demanda de calefacción por infiltración de aire:

Qi = 86,4 * q a (5) (Seguel, 2009)

Donde:

qa = Calor entregado al aire por infiltración (W/ºC).

Qi = Demanda de calefacción (J / GD) por infiltración

Este tipo de demanda también se calcula de forma mensual y es necesario

usar una nueva expresión que contiene GDM:

Qmi = Qi * GDM (6) (Sarmiento, 2007)

Donde:

Qi = Demanda de calefacción (J / GD) por infiltración

GDM = GD del mes.

Qmi = Demanda energía mensual requerida de calefacción (kJ / mes) por

infiltración.

1.1.3 Pérdidas por ventilación.

qv = V * C * d

qv = ( Vpers * 1003 * 1,29 )

qv = 0.36 * Vpers (7) (Seguel, 2009)

Donde:

qv = Calor entregado al aire por ventilación o infiltración (W/ºC).



5

Vpers = Aire introducido por ventilación por persona (m3 / h). 10

lts/seg x pers (ASHBE) – 25 lts/seg (Fumadores), (Seguel, 2009)

C = Calor específico aire, 1003 J / kg ºCd = Densidad aire, 1.29 kg / m3

Una vez que conocemos qv, usamos la siguiente expresión para

conocer la demanda de calefacción por ventilación:

Qv = 86,4 * q v (8) (Sarmiento, 2007)

Donde:

qv = Calor entregado al aire por ventilación (W/ºC).

Qv = Demanda de calefacción (J / GD) por ventilación

Este tipo de demanda también se calcula de forma mensual y es necesario

usar una nueva expresión que contiene GDM:

Qmv = Qv * GDM (9) (Sarmiento, 2007)

Donde:

Qv = Demanda de calefacción (J / GD) por ventilación

GDM = GD del mes.

Qmv = Demanda energía mensual requerida de calefacción (kJ / mes)

por ventilación.

1.1.4 Energía ganada por equipos eléctricos.

Todos los equipos eléctricos como: radios, televisores, ampolletas,

computadores, etc. entregan calor a la vivienda y este valor es variable

debido a la expresión. 0,5 – 5 (kWh/mes x m2), (Seguel, 2009), en esta

expresión debemos multiplicar por el número de metros cuadrados de la

vivienda que analizamos y usamos el caso más desventajoso para efectos de

cálculo, en esta oportunidad lo más desventajoso es menos ganancia de calor

por lo tanto usaremos 0,5 (kWh/mes x m2) y la expresión de cálculo queda.

Ee = 0,5*A (10) (Seguel, 2009)

Donde:



6

Ee = Energía ganada por equipos eléctricos. (kW h /mes)

A = Área de la vivienda (m2)

1.1.5 Energía ganada por metabolismo humano.

El cuerpo humano aporta energía a la vivienda, por lo tanto es necesario

calcular la energía aportada por la familia por concepto de metabolismo

humano, usando la siguiente expresión.

Eh = 0,08 kW * pers * hr * días del mes (11) (Seguel, 2009)

1.1.6 Energía ganada por energía solar.

En este caso la energía entra a la vivienda a través de las ventanas, efecto

de los rayos de sol que las atraviesan, según Donoso (2009), se determina

mediante la siguiente expresión:

Es = R * Sv * fr (12) (Seguel, 2009)

Donde:

Es = Calor aportado por la energía solar

R = Radiación Solar Mensual (kWh mes – Tabla 4)

fr = Transmisividad Vidrio (0,8)

Sv = Área ventanas (m2

)

Debido a que en Valdivia no hay un punto de observación de RSM se

usarán los datos correspondientes a la localidad más cercana, que en este

caso es Pullinque, en la Tabla 3 se indican los valores a usar.



7

Tabla 3: Irradiación global mensual y anual en diferentes inclinaciones y

AZIMUT (kWh/m2)

Fuente: Universidad Técnica Federíco Santa María (2008)



8

Capítulo II: Descripción de Materiales.

2.1 Panel Sip:

“Los Paneles SIP corresponden al concepto SIP (Structural Insulated

Panels – Panel Estructural Aislado) y son elementos modulares conformados

por dos placas que pueden ser de OSB (Oriented-Strand-Board),

contrachapado u otro material similar, las cuales están firmemente

adheridas mediante presión a un núcleo de Poliestireno Expandido de Alta

Densidad (EPS HD), componentes que a través de un proceso industrial de

fabricación bajo condiciones de estricto control y severas normas, setransforman en un elemento estructural de alta resistencia mecánica y gran

capacidad de aislación térmica.” (Winter Panel, 2007)

Figura 1: Panel SIP

Fuente: Louisiana Pacific Chile S.A (2010)

Winter Panel, (2007) nos dice que desde el punto de vista práctico, el

Panel SIP incorpora la estructura, la cubierta y la aislación en un sólo

elemento, y se entrega listo para ser instalado en forma fácil y rápida. En elpunto 2.1.1 de este texto Winter Panel, (2007) nos indica los beneficios de

usar Panel SIP, así mismo la misma fuente nos entrega en el punto 2.1.2 los

tipos de Panel SIP existentes.



10

El espesor de las placas de OSB que generalmente se utiliza es de 11,1

mms y el contrachapado de 9,5 mms. Por ejemplo, con OSB, el muro

estructural resultante es de 11,4 cms. de espesor nominal.

Por otro lado, el espesor de cada panel dependerá del uso específico

(muro, piso o techo) y de la zona geográfico-térmica donde será instalada la

vivienda. Para zonas geográficas donde se requiera mayor valor R100 se

utilizará un mayor espesor de núcleo.

a) Peso Aproximado:

-

Panel SIP 75mm:48kg

- Panel SIP 87mm: 48,5kg

- Panel SIP 116mm: 49kg

b) Tipos del Panel Termosip:

- OSB-OSB

- SMARTSIDE-OSB

-

SMARTPANEL-SMARTPANEL

- TOPFORM-SMARTPANEL

- TECHSHIELD-OSB

c) Tipos de Tableros Estructurales:

- OSB STANDARD: Panel estándar estructural, requiere revestimiento

- OSB PLUS; Panel con protección antitermitas, requiere revestimiento

-

OSB GUARD: Panel con protección antitermitas, pudrición por hongos y

retardafuego, requiere revestimiento

- SMARTSIDE: No requiere revestimiento

- TOPFORM: No requiere revestimiento

- RF: Uso terminación exterior. Reemplaza yeso cartón

- TECHSHIELD: Foil de Aluminio (Barrera Radiante)

2.1.3 Usos de Panel SIP.

El panel SIP puede ser usado en múltiples complejos de construcción,

tales como:



11

- Muros perimetrales.

- Muros divisorios

-

Cubiertas- Entrepisos

Generalmente cuentan con un rendimiento de 2,97 m2 por panel y una de

sus propiedades importantes es que tiene una resistencia al fuego de F15-

F180.

La figura 2 nos muestra el panel SIP apilados para envío, la figura 3 el

panel SIP durante la construcción de una vivienda y la figura 4 el panel SIPcomo estructura en una vivienda ya terminada.

Figura 2: Panel SIP apilados para envío




12

Figura 3: Construcción Casa con Panel SIP


Figura 4: Casa fabricada con Panel SIP




13

Por ejemplo el proveedor de panel SIP VASPANEL de la comuna de

Independencia en la región Metropolitana, Chile nos muestra una tabla

resumen con sus productos de panel SIP y sus múltiples usos.

Figura 5: Usos de Panel SIP

Fuente: Vaspanel (2011)

2.1.4 Construcción con Muro de Panel SIP.

En una primera instancia, se deben revisar exhaustivamente los paneles

en el proceso de recepción, los cuales deben ser verificados en sus alturas,

anchos y espesores, así mismo se debe verificar que se encuentren

aplomados y que estén bien identificados para el posterior armado de la

vivienda. Para esto es imprescindible contar con plano de modulación por

tipo de vivienda en que se detalle la cantidad de paneles, las dimensiones de

estos y la ubicación dentro de la vivienda.

Una vez ya hormigonada la losa que servirá como base para los

paneles, se procede a trazar la solera inferior del panel SIP, se debe tener

especial cuidado con la línea de dicha solera, ya que esta dará la ubicación

definitiva a los paneles que se instalaran.

Se debe verificar si se trata de panel SIP con el revestimiento final

incluido o revestimiento para colocar.

Explicaremos en este caso una casa sin revestimiento, para ello se

trazara descontando el espesor del tablero exterior del panel SIP.



14

A continuación instalaremos las soleras inferiores, en este caso

utilizaremos de 2”x3”. Esta escuadría estará dada por el espesor del relleno

del panel, con la precaución de permitir el paso de los revestimientosinteriores de cada panel SIP.

Dicha solera queda afianzada a la losa, mediante pernos de anclaje o

varillas roscadas los cuales se colocan en un proceso posterior al

hormigonado y son fijados químicamente mediante los productos

especificados por el proveedor de paneles SIP, (Esta información debe ser

verificada con el proveedor en cada proyecto para validar tipo de anclaje,

distancia entre anclajes, profundidad del anclaje entre otros). Un punto

importante en la instalación de la solera inferior y superior al instalar los

paneles, es el especial cuidado que se debe tener con las canalizaciones

eléctricas y sanitarias que suban por muros.

Figura 6: Detalle anclaje a losa de sistema panel SIP

Fuente: Constructora Novatec (2010)



15

Figura 7: Ejemplo de anclaje a losa de sistema panel SIP


En todas las uniones de paneles, como en los encuentros con las

soleras y en las esquinas, se debe aplicar adhesivos y sellos de espuma de

poliuretano compatibles con el poliestireno expandido, esto entregará una

mejor capacidad estructural del conjunto, además de eliminar puentes

térmicos y problemas de humedad.

Luego se comienza a instalar los paneles perimetrales, siempre se debeiniciar el proceso de montaje de paneles por una esquina, ya que esto le da la

estabilidad necesaria para la ejecución de la faena. Esto lo podemos ver en la

figura 7.

En el encuentro antes mencionado se colocan piezas de madera y se

procede a amarrar con tornillos especiales (turbo screw), la idea de dicha

pieza de madera es que el tornillo se enganche en un material más firme que

el OSB que forma el panel.

Antes de proceder a fijar los paneles se debe verificar que estos estén

con un ángulo de 90°, verificando a todo lo alto del panel.



16

Figura 8: Detalle para amarra en encuentros con tornillos en sistema panel

SIP


Figura 9: Verificación de ángulo 90° para encuentros en sistema panel SIP


Luego del montaje del primer encuentro, se procede a avanzar en el

montaje de los paneles, estos se van colocando sobre la solera inferior con las

fijaciones determinadas por proyecto. Para las uniones entre paneles se

utilizan huinchas de OSB de 55 mm de ancho denominadas clavijas, las que

van fijadas a los paneles alternando tornillos según especificaciones de

proyecto. Es importante considerar dilatación de 4mm de ancho entre

paneles según recomendaciones del proveedor.



17

Figura 10: Esquema colocación de paneles en sistema panel SIP


Figura 11: Esquema en isométrica de unión de paneles en sistema panel SIP




18

Figura 12: Clavijas para unión de paneles en sistema panel SIP


Se avanza en la instalación de paneles hasta completar el perímetro,

una vez completo este se procede a chequear el plomo exterior, ya solo al

estar terminada la estructura alcanza su rigidez definitiva.

Figura 13: Montaje Panel SIP (a)




19

Figura 14: Montaje Panel SIP (b)


Figura 15: Montaje Panel SIP (c)


Posteriormente se procede a instalar los pre-marcos en ventanas,

dichos pre-marcos son de madera y tienen la misma escuadría que la solera

inferior y superior, para la instalación del pre-marcos se debe retirar elexceso de poliestireno. Es importante señalar que la pieza superior e inferior

que conforman el pre-marco debe pasar 5 cm hacia el panel adyacente para

formar un hombro.



20

Figura 16: Esquema perspectivo pre-marco de ventana en sistema panel SIP


Una vez instalado los pre-marcos se procede a la instalación de la

solera superior, elemento que da la rigidez final a toda la estructura, dicha

solera superior va fijada a los paneles mediante las fijaciones establecidas

por el proveedor, cabe destacar que la unión de solera no debe coincidir con

una unión de paneles, quedando traslapadas las uniones mínimo 30 cm.

2.2 METALCON:

Según lo expresado en el Manual de Construcción de METALCON de

CINTAC en su edición de Abril de 2010 logramos saber que el METALCON es

un sistema constructivo integral que permite materializar viviendas

completas totalmente en seco, en el cual los muros perimetrales, tabiques,

entrepisos, cielos y techos son soportados por una estructura de perfiles de

acero galvanizado liviano.

“La estructura de una vivienda de METALCON se conforma por:

- Muros perimetrales: Estos muros son el soporte estructural de toda la

vivienda, construidos con montantes y soleras de acero estructural

(Metalcon Estructural), revestidos con planchas para exteriores e

interiores y una capa aislante en su interior.

- Tabiques: Estos tabiques se construyen con montantes y soleras de acero

(Metalcon Tabiques), revestidos normalmente con planchas de yeso cartón

o fibrocemento.



21

- Entrepisos: Para casas de 2 pisos o mansardas, se construye un envigado

formado con perfiles de acero estructural, cubiertos con planchas de

“OSB” o contrachapado de madera, sobre el cual se puede instalaralfombra o cualquier otra solución de piso, incluso hasta una loseta

liviana.

- Cielos: Bajo las vigas de los entrepisos o bien bajo las cerchas se coloca

una estructura de Metalcon Cielos, sobre la cual se colocan las planchas

de yeso cartón que forman el cielo de las habitaciones.

-

Techumbres: Las techumbres son estructuradas en su totalidadmediante perfiles Metalcon, para formar tanto las cerchas como las

costaneras necesarias para soportar los techos.” (CINTAC, 2010)

Figura 17: Esquema General Vivienda Metalcon

Fuente: CINTAC (2010)



22

2.2.1 Características y Ventajas del METALCON.

Sistema estructural de acero galvanizado liviano, muy resistente gracias a

su recubrimiento de zinc, reúne las características aptas para un clima

marítimo. Esto implica una mayor "barrera" o "defensa" a la corrosión por

algún tipo de infiltración de la humedad.

- Material no atacado por organismos.

- Flexible: El proyectista puede diseñar sin restricciones, planificar etapas

de ampliación o crecimiento. Admite cualquier tipo de terminaciones tanto

exteriores como interiores. El sistema da la posibilidad de abordar temas

desde ampliaciones en edificios existentes o viviendas unifamiliares

nuevas hasta obras de varios pisos.

- Menor Costo: Tomando como índice igual calidad de obra y

terminaciones, los costos pueden reducirse un 20/25% con respecto a la

construcción tradicional. Al racionalizar las tareas, los tiempos de obra se

acortan, produciendo de esta manera un menor costo final de obra sin

resignar calidad.

- 100% Reciclaje: La composición del acero producido en la actualidad

incluye más de un 60% de acero reciclado, por lo que, desde un punto de

vista ecológico, lo caracteriza como muy eficiente.

- Optimización de Recursos: Por ser un sistema liviano, da la posibilidad

de rapidez de ejecución incluyendo el panelizado, y posterior montaje. La

ejecución de las instalaciones es realmente sencilla y muy eficiente. Estas

características influyen en gran medida en el aprovechamiento de los

materiales y de la mano de obra, ya que la planificación se hace más

sencilla y precisa.

- Indeformable en el tiempo: El Sistema METALCON utiliza materiales

inertes y nobles. Estos componentes son pre-industrializados producidos

bajo normas internacionales y con garantía del fabricante. Estasconstrucciones no se demuelen, se desarman con un alto grado de

recuperación de materiales y se amplían con facilidad.



23

- Facilidad constructiva para Instalaciones: Se ejecutan con facilidad.

Las cañerías de agua, gas, electricidad, calefacción, baja tensión, etc. se

distribuyen con suma rapidez pasando a través de aberturas incorporadasen el alma de los perfiles.

- Versatilidad en Terminaciones: Los interiores y exteriores son a

elección, todas las habituales y otras como el siding de madera, cemento o

PVC, revestimientos de placas cementicias texturadas o biseladas,

molduras, marcos perimetrales, etc.

2.2.2 Usos del METALCON.

Con el sistema METALCON se puede construir:

- Viviendas completas

- Segundos pisos

- Mansardas

-

Ampliaciones

- Casas Comerciales

- Campamentos

- Techumbres

- Multicines

- Tabiques y cielos de grandes tiendas, reacondicionamientos de viviendas y

centros comerciales

-

Cubiertas y Revestimientos

Según el Manual de Construcción METALCON, CINTAC (2010); el sistema

constructivo ofrece:

- Los perfiles METALCON son fabricados en acero estructural galvanizado y

de alta resistencia ASTM A 653-94 Grado 40, lo que permite diseñar en

bajos espesores, logrando estructuras livianas, resistentes e invariables

ante el paso del tiempo.

- Sus especiales dimensiones permiten el calce de los perfiles montantes

dentro de las soleras, para hacer posible el armado de los diferentes

componentes estructurales de la vivienda.



24

- Familia de perfiles simples y reducidos, que facilita su diseño y manejo en

obra, permitiendo a la vez construir todos los componentes estructurales

de la vivienda.

- Tablas de cálculo para diseño de vigas y columnas según sus propias

necesidades constructivas (MANUAL DE DISEÑO METALCON).

- Esquemas de encuentros y fijaciones típicas, en formato AUTOCAD, para

los diferentes elementos estructurales (MANUAL DE DISEÑO

METALCON).

-

Estándares de fabricación avalados por CINTAC, para los diferentes

elementos constructivos de una vivienda (MANUAL DE DISEÑO

METALCON).

2.2.3 Componentes Principales del sistema METALCON.

Esta información se extrajo del Manual de Construcción de METALCON(CINTAC, 2010)

2.2.3.1 Canal o solera: (Metalcon tipo U)

Sus usos son:

-

En la solera superior y solera inferior.- En la construcción de vigas y dinteles.

- Como conector, apoyo y refuerzos en general.

- Como elementos de unión.

2.2.3.2 Pie Derecho (Metalcon tipo C)

Sus usos son:

- Como pie derecho.

- Como antiesador en conexiones y apoyos en general.



25

- En la construcción de pilares, vigas y cerchas

2.2.3.3 Pletinas:

Sus usos son:

- Como diagonales para dar arriostramiento a un tabique estructural.

- Como tensor en general.

- Como conector entre dos elementos.

-

Como conector tipo escuadra 90º.

2.2.3.4 Portante 40R:

Sus usos son:

- En la confección de cielo raso se utiliza como soporte de placa.

-

Apoyo y estabilizador temporal utilizado durante las construcciones decerchas, envigados, muros y tabiques.

2.2.3.5 Perfil AT:

Sus usos son:

-

Permitir fijar el nivel para la confección de estructuras de cielo raso.- Prolongación de cuerda inferior de la cercha o larguero.

- Colgador o tirante para prolongar el Conector TI al colgar el entramado de

cielo raso de estructuras más altas

2.2.3.6 Costanera Omega:

Sus usos son:

- Como costanera de techo y cielos.

- Para puntos de apoyo y como elemento estabilizador.



26

2.2.3.7 Tornillos:

- Son resistentes a la corrosión.

- Se atornillan con una distancia mínima al borde y entre ejes de 3 veces el

diámetro del tornillo usado.

- Deben penetrar dejando un mínimo de 3 hilos a la vista.

- Los tornillos para conexiones entre dos elementos de espesor igual o

superior a 0.85 mm deberán ser autoperforantes y con un mínimo de

diámetro de 0.164 pulgadas (#8).” (CINTAC, 2010)

Figura 18: Fijaciones, nomenclaturas y aplicación para tornillos usados

con METALCON




27

Figura 19: Perfiles Estructurales de Metalcon


2.2.4 Construcción con muro de METALCON:

La información correspondiente al punto 2.2.4 se extrajo del Manual de

Construcción de METALCON (CINTAC, 2010).

2.2.4.1 “ANCLAJES:

El sistema METALCON, requiere ser anclado mediante diferentes

opciones, cualquiera que sea el tipo de fundación, ya sea zapata corrida con



28

sobrecimiento, poyos aislados con vigas de fundación, o incluso radier con

zarpa. Hay dos tipos de fundación comúnmente usadas con METALCON.

a)

Sistema monolítico o radier con zarpa:

Es un sistema en el cual se hormigona, el radier y la zarpa al mismo

tiempo. Esto se obtiene encajonando la línea perimetral a ser construída y

mediante un camión betonero, se rellena sin junturas y de una vez toda el

área de la construcción.

b)

Sistema Cimiento, Sobrecimiento y Radier:

Este sistema es el más común, en el cual se hacen cada una de las etapas

por separado. Esto se hace generalmente a mano, ya que permite detener la

faena en diferentes puntos.

Hay 4 tipos de Anclajes que pueden ser usados:

- Pernos de anclaje

-

Amarre con una tira de Pletinas Metalcon.- Anclaje de metal tipo AN1

- Clavos y pernos de anclaje tipo “Hilti”

- Anclajes estructurales de esquinas y de arriostramientos, tipo

“Simpson” o similar.

Figura 20: Sistema de Anclaje para Cimiento, sobrecimiento y radier.


1)

Pernos de Anclaje:

Los pernos los determinará el proyecto de cálculo en su dimensión y

ubicación, sin embargo se recomienda como mínimo usar pernos de acero de



29

12 mm de diámetro, 250 mm de largo con gancho de 50 mm en su parte

inferior. El extremo recto sin el gancho tiene aproximadamente 50 mm de

hilo, donde se instala una tuerca con golilla de 3 cm de diámetro por 3 mmde espesor.

Estos pernos se instalan a 45 mm aproximadamente del borde perimetral

del radier, de manera que queden en el centro de la canal (en el caso que la

canal tenga 90 mm).

Debido a que la canal tiene 0,85 mm de espesor, es necesario agregar un

“suple” de refuerzo del mismo perfil de los pie derecho dentro de la canal,

como golilla atiesadora.

Figura 21: Anclaje distribuido Metalcon


Típicamente estos pernos van uno a 30 cm máximo del inicio del muro

estructural y uno a cada lado de las puertas (en muros estructurales), luego

va uno cada 1,2 metros máximo entre perno y perno. El plano de cálculo

indicará la exacta ubicación de estos elementos.

Es muy importante tomar nota de la posición donde se ubican los pie

derecho, para que no coincidan con los pernos de anclaje.

2)

Clavos y Pernos Tipo Hilti:

En los muros estructurales, éstos se recomiendan solamente como

suplemento a los anclajes anteriores. Como norma general instale un clavo



30

tipo “Hilti” de 1 1/2” con golilla incorporada directamente a la canal (solera

inferior), en el centro entre montante y montante.

En los tabiques no estructurales como no es necesario utilizar pernos de

anclaje, se instalan entre montante y montante.

3)

Anclajes Estructurales de esquinas y arriostramientos:

Se utilizan preferentemente en las esquinas donde existe concentración de

esfuerzo y/o para tomar las cargas transmitidas por las diagonales de

arriostramiento.

La siguiente figura muestra el detalle del anclaje AN1.

Figura 22: Anclaje Tipo AN1 Metalcon


2.2.4.2 TRAZADO

Antes de realizar el trazado se deberá limpiar la superficie que recibirá alos montantes de Metalcon, con un barrido si el material esta suelto o

espátula si existen residuos de hormigón adheridos.

Empalme de Soleras.

Una vez listo el radier, marcar todos los muros exteriores e interiores en el

piso con un tizador, luego numerarlos.

La canal o solera inferior va a seguir estas líneas. De esta manera el

tabique queda siempre derecho, aunque los bordes del radier no estén

regulares.



31

Figura 23: Layout en Radier


Alinear cada muro o tabique marcado en el radier con 2 canales (solera

superior y solera inferior), previamente cortadas del mismo largo que el muro

o tabique respectivo.

Si es necesario empalme 2 canales (Figura Nº6) para alcanzar el largoadecuado de extremo a extremo.

Figura 24: Empalme de Soleras


-

Marcar primero los pernos de anclaje, luego hacer las perforacionescorrespondientes usando un taladro eléctrico con una broca de 1/2”.

- Marcar las esquinas.

- Marcar luego los encuentros de centro.



32

- Ahora marcar las puertas y ventanas. Referirse a los detalles de la

construcción de vanos para puertas y ventanas.

-

Por último, marcar los pie derecho a 40 o 60 cm de eje a eje, dependiendode las especificaciones del plano de cálculo estructural.

2.2.4.3 CONSTRUCCIÓN DE MUROS Y TABIQUES

- Ahora que se tienen las 2 soleras totalmente marcadas para su

ensamblaje, sacar los 3 tornillos temporales y ponerlos frente a frente

sobre el radier aproximadamente a 2,5 m.

- Construir los extremos o esquinas del muro, como se muestra en la Fig. 7.

Estos pie derecho o montantes se atornillan entre sí con tornillos # 8 ó # 6

x 11/2” cada 15 cm, según cálculo.

Figura 25: Construcción de muros y tabiques


Construir los encuentros de centro, teniendo en cuenta que el montante

de encuentro vaya con la espalda hacia el tabique de centro.

El largo de los montantes lo da el plano de estructuras. Ej: 2,40 m.



33

Figura 26: Encuentro Centro


Está listo para construir un muro o tabique. Instalar sin atornillar,

primero las esquinas, luego los encuentros de centro y finalmente los

montantes, siguiendo las marcas previamente hechas en las soleras.

Recordar dejar el espacio libre (sin montantes) para las puertas y ventanas.

Figura 27: Conexión de Pie Derecho a Canal (solera)


A continuación se debe atornillar todos los elementos de manera que cada

perfil tenga 4 tornillos.



34

Figura 28: Conexión de Pie Derecho a Canal (solera)


2.2.4.4 VANOS DE VENTANAS Y PUERTAS

Cada ventana y puerta exterior, está formada por 4 montantes de 0,85

mm como mínimo (2 montantes a cada lado) más una canal a ambos lados y

un dintel compuesto o viga estructural (la medida y dimensión de acuerdo al

plano de cálculo).

- 1º Alinear y atornillar los 4 montantes, 2 a cada lado del vano.

- 2º Construir el dintel/viga e instálela en el vano.

- 3º Construir la mocheta para rebajar el dintel a la altura deseada de

acuerdo al plano.

- 4º En el caso de las ventanas, armar el marco o vano de acuerdo a sus

medidas.

Como alternativa en ambos casos, para puertas y ventanas, instalar

piezas de 2” x 4” (en el caso de la canal de 92 mm) o piezas de 2” x 6” (en el

caso de la canal de 152 mm) en el vano, para tener un punto para clavar las

pilastras. De lo contrario, tendrá que engomarlas o atornillarlas.

Además si la longitud del vano (L) es mayor que 2,4 metros se requiere

reforzar el antepecho usando una pieza de montante y canal del largo L.



35

Figura 29: Detalle Refuerzo Dintel Vano de Ventana


Figura 30: Detalle de Antepecho de Ventana




36

2.2.4.5 DIAGONALES

La función de éstas, es darle el arriostramiento necesario, de acuerdo al

plano de cálculo. En el caso de no existir placas de corte, el arriostramiento

se logra por medio de cruces, como diafragma de rigidización.

La carga lateral, tiende a desplazar el panel en forma horizontal, la

colocación de una pletina en diagonal al panel, conjuntamente con su anclaje

en los extremos inferiores del mismo, resisten este esfuerzo.

Figura 31: Ubicación Diagonal y Placa Madera.


Se aconseja colocar las diagonales con ángulos entre los 30º y 60º.

Para colocar las diagonales se puede seguir el siguiente procedimiento:

Colocar un gusset de Metalcon de 200x200 con tornillos autoperforantes

8x1/2” (cantidad según plano de cálculo) sobre el montante y la canal del

encuentro que va a recibir la pletina.



37

Figura 32: Detalle Pletina estándar Gusset


En el caso de los encuentros, cuando tenemos tres montantes no esnecesario colocar el gusset, se fija la pletina directamente sobre los

montantes.

Entre la diagonal y la fijación en ambos extremos, nunca se atornillan las

diagonales directamente a los montantes intermedios.

Por lo general la especificación indica la colocación de pletinas por ambos

lados del panel.

Una vez colocadas las diagonales, se procede a realizar la tensión de

éstas, mediante un accesorio llamado “ángulo tensor”.

Figura 33: Detalle Angulo tensor




38

Como estabilizador lateral se puede instalar una pletina horizontal a

media altura del muro por ambas caras, atornillando a cada montante para

finalmente colocar el bloqueador al giro en los extremos con un perfil en U.

Figura 34: Detalle Estabilizado Lateral


2.2.4.6 INSTALACIÓN DE LOS MUROS Y TABIQUES METALCON

Una vez que tenga hecho un muro o tabique completo, asegurarlo al

radier o al piso mediante los anclajes y apoyos temporales.

- Proceder a construir el siguiente muro o tabique

- Una vez terminado, conectarlo al interior ya ubicado, atornillando los

encuentros de centro como correspondan, usando tornillos #8/cada 15

cm.- Una vez atornillados estos encuentros, instale una pletina rectangular del

ancho de la canal y de largo el doble que el ancho, sobre los encuentros

de muro o tabique con un mínimo de 4 tornillos del #8, sobre cada muro o

tabique.



39

Figura 35: Instalación de los Muros y Tabiques Metalcon


2.2.4.7 AISLACIÓN TERMICA Y BARRERA DE VAPOR

La vivienda, al igual que el cuerpo humano, está sometida a altas y bajas

temperaturas. La manera natural de mantener el calor en el cuerpo es

abrigándose.

En construcción, esta protección está dada por la incorporación de la

aislación térmica e inclusión de la barrera de vapor.

Esta aislación tendrá como fin evitar los cambios bruscos de temperatura,

disminuyendo la fuga o el ingreso de calor desde el interior al exterior o

viceversa, lo que dependerá de la estación del año y de la zona climática en

donde se sitúe la construcción. Por otra parte, y como resultado del uso de la

vivienda, existirá una fuerte generación de vapor de agua o humedad,

producto de actividades cotidianas tales como respirar, cocinar,

calefaccionar, ducharse, etc. toda esta humedad no debe ingresar a los

muros, por lo que se debe instalar una barrera de vapor continua, la que

además, deberá permitir que cualquier fuga al interior del panel salga al

exterior. Para esto se utiliza revestimientos y barreras semipermeables de

modo de generar un hábitat sano para el grupo familiar.

Una buena configuración de muro perimetral estructural es aquel que:

- No permite el ingreso de agua desde el exterior al interior.



40

- Retarda la fuga de calor.

- Permite la evacuación normal de vapor de agua.

Todas estas variables incidirán directamente sobre el confort térmico,

elemento importante al momento de habitar la vivienda.

El sistema constructivo C.E.A. (Construcción Energitérmica Asísimica)

contempla en su desarrollo la inclusión de estas barreras, dado que la

estructura de madera o metal genera cavidades que pueden ser rellenadas

fácilmente con aislantes, además de barreras de viento y polvo por la cara

exterior y barreras de vapor al interior.

Todo buen sistema de aislación o barreras debe contemplar:

- Aislación a nivel de muros estructurales exteriores y cielo, es decir en

toda la envolvente de la construcción.

- Barrera de viento, polvo y agua lluvia entre el revestimiento final y la

placa estructural.

- Barrera de vapor entre la estructura del muro perimetral y la placa de

yeso cartón.

El uso de barreras y aislación disminuirá considerablemente el gasto en

calefacción.

2.2.4.7.1 Aislación Térmica

Los materiales más utilizados para aislación térmica son los siguientes:

a) Poliestireno expandido: Espuma rígida abastecida en forma de

planchas de color blanco en diferentes espesores y dimensiones. Es

elaborado sobre la base de derivados del petróleo; existen múltiples

densidades según la aplicación.



41

Figura 36: Poliestireno expandido


b) Lana de vidrio: Material compuesto por fibras de vidrio entrecruzadas,

incombustibles y estables. Se encuentra en una amplia variedad de formatos,espesores y densidades.

Figura 37: Lana de vidrio


c) Lana roca: Material compuesto por fibras de rocas basálticas

entrecruzadas y aglomeradas con adhesivos. La lana de roca es

incombustible y estable. Se encuentra en una amplia variedad de formatos,

espesores y densidades.

Figura 38: Lana Roca




42

d) Poliéster: Aislante en rollos a base de fibras sintéticas de poliéster. De

fácil instalación y manipulación, no absorbe humedad, es hipoalergénico e

ignífugo.

Figura 39: Poliester


e) Poliuretano: Aislante térmico rígido que se caracteriza por una

estructura de pequeñísimas celdas cerradas, que contienen gas de baja

conductividad térmica, que otorgan a este material su excelente capacidad

aislante. Se obtiene cuando dos productos químicos, un Disocianato y un

Poliol, se mezclan en presencia de un agente activador. Se puede aplicar in-

situ.

Figura 40: Poliuretano


2.2.4.7.2 Barrera de vapor

De acuerdo a lo establecido por el Manual de Aplicación de

Reglamentación Térmica (MINVU, 2006), la barrera de vapor es una lámina o

capa que presenta una resistencia a la difusión del vapor de agua

comprendida entre 10 y 230 MN s/g.



43

La barrera de vapor es por excelencia un film de polietileno de 20 micras

en un ancho igual a la altura del muro a forrar. Esta barrera se instala al

interior del muro entre la estructura y la placa de yeso.

Las uniones deben ser traslapadas 20 cm, y reforzadas con cinta para

embalaje.

Figura 41: Barrera de vapor


2.2.4.8 REVESTIMIENTOS.

2.2.4.8.1 Revestimientos Interiores.

El sistema METALCON utiliza los mismos revestimientos interiores que un

muro o tabique de madera.

Los revestimientos interiores más utilizados son:

- Placa de yeso cartón: Ésta se atornilla a los perfiles usando tornillos

autorroscantes “Phillip” Fosfatados del # 6, de 1 a 1 1/4”, cada 15 cm en

cada perfil.

- Planchas de Fibrocemento: Se atornilla igual que la placa yeso cartón,

pero hay que tener en cuenta que los tornillos en este tipo de material

puede dejar parte de la cabeza a la vista lo que complica el enhuinchado y



44

empastado. Este problema se puede evitar con el uso de tornillos

autotaladrantes (seft drilling) Rock-onn # 8 x 1 1/4”.

- Maderas tingladas o machihembradas: Al igual que las planchas de

fibrocemento, usando 1 a 2 tornillos por tabla.

- Estuco: Para darle un aspecto sólido, se puede estucar usando una malla

con fieltro incorporado, tipo Malla / Estuco Davis Wire. Sobre este

material se aplica un estuco corriente de 2,5 cm. Esta malla va atornillada

a cada perfil con tornillos autorroscantes # 8 x 1/2” galvanizados y sin

ningún respaldo fuera de su propio papel fieltro.

En el caso del estudio de esta tesis, el cálculo se realizara interiormente

solo con placa de yeso cartón, el cual será descrito como material a

continuación junto con los materiales a usar en la estructura METALCON.

2.2.4.8.2 Revestimientos Exteriores.

El sistema METALCON utiliza cualquier tipo de revestimiento disponible

en el mercado.

Los revestimientos exteriores más utilizados son:

- Planchas de Fibrocemento: Éstas van instaladas sobre un papel fieltro y

un aislante de 10 mm como mínimo para evitar el puente térmico. Se

atornillan con tornillos galvanizados autotaladrantes # 6 cada 15 cm.

- Vinyl Siding: Este material se instala sobre una placa de madera tipo

“OSB” que va atornillada a los montantes con tornillos autotaladrantes de

# 8 o # 6 cada 15 cm y un papel fieltro de 10 lb, para impedir la filtración

de humedad.

- Estuco: Al igual que en revestimiento interior con estuco, pero

agregándole un mínimo de 10 mm de poliestireno o una placa “OSB” Las

terminaciones con este sistema de estucado son las típicas de un afinado

liso o con terminación rústica.



45

Es importante destacar que debido a que el metal tiene una conductividad

térmica mayor que la madera, es necesario evitar un puente térmico con

algún material aislante tipo poliestireno o madera. De lo contrario en zonasdel país muy frías se podrían producir manchas delineando la silueta de los

pie derecho.” (CINTAC, 2010).

2.2.5 Materiales a usar en la estructura de METALCON, para

efectos de Cálculos.

2.2.5.1 Yeso-Cartón

Más conocido en Chile como Volcanita, es un elemento constructivo

compuesto por un núcleo de yeso y aditivos especiales revestido por ambas

caras con cartón de alta resistencia.

Se utiliza principalmente para la conformación de soluciones

constructivas de tabiques y cielos interiores en proyectos de edificación. Su

núcleo de yeso y revestimiento de cartón le confieren las cualidades másnobles de la piedra y la madera. Se asemeja a la piedra en su solidez,

resistencia, estabilidad, durabilidad e incombustibilidad. Se asemeja a la

madera en su flexibilidad, ductilidad y trabajabilidad.

Las ventajas de construir con Volcanita son:

- Aislamiento acústico: Las placas de Volcanita, al formar parte de una

solución constructiva con cavidad, ofrecen altos niveles de aislaciónacústica para evitar la transmisión de sonido entre un espacio a otro, sin

tener un peso excesivo. La utilización de avilantes minerales tipo lana

mineral mejoran aún más las clasificaciones acústicas.

- Bajo Peso: Este elemento constructivo cuenta con mucho menor peso por

mt2 que otros sistemas constructivos tradicionales.

-

Bajo costo en instalación: Ofrece menores costos de instalación que lasconstrucciones de sistemas tradicionales, ya que se reducen los costos de

manejo de materiales, facilitando la colocación de instalaciones eléctricas

y sanitarias.



46

- Rápida instalación: Construir tabiques con este sistema, reduce los

costos por retardos propios en las construcciones durante el invierno,

permitiendo así finalizar y ocupar los edificios con mayor rapidez, debidoa su nivel de prefabricación. Las placas pueden almacenarse en obra, y se

cortan e instalan con facilidad.

- Fácil Terminación: Esta plancha logra superficies lisas, entregando una

buena aceptación en la aplicación de pinturas y papel mural entre otros,

permitiendo realizar retoques durante la vida de la vivienda.

- Versatilidad: Los tabiques con Volcanita se pueden aplicar como muros

divisorios, ductos para tuberías, cielos falsos, entre otros. Estas placas

permiten además lograr superficies rectas o también curvas adaptándose

a cualquier exigencia de diseño, módulo o dimensiones.

- Producto no combustible: La plancha de Volcanita está construida

principalmente con yeso, por lo tanto es un producto no combustible

según consta en el certificado del DICTUC N° 858881 y tampoco propaga

llama ni produce humo según consta en el certificado de NGC N° FH – 1334 – 2 (Norma ASTM E – 84 – 01).

Los diferentes tipos de Volcanita en el mercado chileno son: Estándar (ST),

Resistentes al fuego (RF) y Resistentes a la humedad (RH).

Volcanita ST (Estándar)

- Se caracteriza por su color de papel blanco y su tapa lateral de color azul-

negro

- Posee conductividad térmica de 0.19W/Mk.

- Para ser usada en soluciones constructivas de cielos rasos y tabiques

Tabla 4: Especificaciones Técnicas Volcanita ST (Estándar)

Categoría Tipo BordeEspesor

(mm)

Ancho

(mt)

Largo

(mt)

Peso

(kg/mt2)

N°

planchas

paquete

Volcanita ST BB/BR 15 1,2 2,4 / 3 13,5 40

Volcanita ST BR 12,5 1,2 2,4 /3 10,5 50



47

Abreviaturas: “RH” Resistente a la humedad, “BR” Borde Rebajado, “BB”

Borde Biselado

Fuente: Volcan Chile (2010)

Figura 42: Volcanita ST (Estándar)


Volcanita RH (Resistente a la Humedad)

- Se identifica por su color de papel verde y su tapa lateral verde


- Para ser usada en Tabiques, Cielos rasos y protección a la humedad

Tabla 5: Especificaciones Técnicas Volcanita RH (Resistente a la Humedad)

Abreviaturas: “RH” Resistente a la humedad, “BR” Borde Rebajado, “BB”

Borde Biselado


Volcanita ST BB/BR 10 1,2 2,4 /3 7,5 70

Volcanita ST BB 8 1,2 2,4 /3 6,5 80


(mm)

Ancho

(mt)

Largo

(mt)

Peso

(kg/mt2)

N°

planchas

paquete

Volcanita RH BR 15 1,2 2,4 / 3 13,5 40

Volcanita RH BR 12,5 1,2 2,4 /3 10,5 50

http://www.plataformaarquitectura.cl/2009/07/04/plancha-de-yeso-carton-volcanita%c2%ae-st-rh-y-rf/st/



48

Figura 43: Volcanita RH (Resistente a la Humedad)


Volcanita RF (Resistente al Fuego)

- Se identifica por su color de papel rosado y su tape lateral rojo


- Para ser usada en Tabiques, Cielos rasos y protección a la humedad

Tabla 6: Especificaciones Técnicas Volcanita RF (Resistente al Fuego)

Abreviaturas: “RH” Resistente a la humedad, “BR” Borde Rebajado. Fuente: Volcan Chile (2010)


(mm)

Ancho

(mt)

Largo

(mt)

Peso

(kg/mt2)

N°

planchas

paquete

Volcanita RF BR 15 1,2 2,4 / 3 13,5 40

Volcanita RF BR 12,5 1,2 2,4 /3 10,5 50

http://www.plataformaarquitectura.cl/2009/07/04/plancha-de-yeso-carton-volcanita%c2%ae-st-rh-y-rf/rh/



49

Figura 44: Volcanita RF (Resistente al Fuego)


Para la Instalación se deberá tener tabiques aplomados y derechos, con

aislamiento donde corresponda. Luego se instalará la volcanita, en forma

vertical y distribuida según diseño, atornilladas a los perfiles mediante

tornillos autorroscantes “Phillip” Fosfatados del # 6, de 1 a 1 1/4”, cada 15

cm en cada perfil. Las planchas deben estar separadas del piso 10mm.

2.2.5.2 Lana de vidrio (AislanGlass)

Según la ficha técnica del producto AislanGlass, Volcan Chile (2011) la

lana de vidrio AISLANGLASS, es un producto que se fabrica fundiendo

arenas con alto contenido de sílice a altas temperaturas más otros insumos,

donde el resultado final es un producto fibroso de óptimas propiedades de

aislamiento térmico y acondicionamiento acústico, de elevada resilencia y

estabilidad dimensional.

Gracias a diferentes procesos de fabricación adicionales, es posible

obtener productos en múltiples formatos tales como rollos, paneles u otros,

de variados espesores, densidades y que pueden tener diferentes

revestimientos adicionales.

http://www.plataformaarquitectura.cl/2009/07/04/plancha-de-yeso-carton-volcanita%c2%ae-st-rh-y-rf/rf/



50

Se utiliza principalmente para la aislación de tabiques, techumbres, pisos,

muros perimetrales de viviendas, galpones y talleres industriales.

Tabla 7: Tipos de AislanGlass

Producto Descripción Principal Aplicación

Rollo

Libre

Rollo flexible sin

revestimientosAislación de tabiques, cielos

modulares, techumbres y

muros perimetrales

Rollo

Papel

Una Cara

Rollo flexible con papel kraft

por una de sus caras como

soporte mecánico y barrera

de vapor

Rollo

AislanRoll

Rollo flexible con papel

aluminio por una de sus

caras como soporte

mecánico, barrera de vapor y

terminación interior

Aislación de techumbre de

galpones industriales y

ductos de aire acondicionado

Panel

Libre

Panel rígido con caras sin

revestimiento Aislación de tabiques ymuros perimetrales y

acondicionamiento acústico

de ambientes

Panel

papel una

cara

Panel con papel kraft por

una de sus caras como

barrera de vapor


2.2.5.2.1 Características cuantitativas y/o cualitativas de AislanGlass.

Según la misma fuente anterior Volcan Chile (2011) las bondades

principales de este material, tienen relación con la aislación térmica y

acústica, para lo cual las variables de espesor y densidad son

preponderantes. Por lo cual se logra como beneficio altos estándares de

confort en la vivienda y considerables ahorros de energía.

Se debe tomar en cuenta que dependiendo del revestimiento aplicado en

una de sus caras, es posible mejorar sus prestaciones respecto a una menor

permanencia al vapor de agua, mayor capacidad radiante de calor,

terminación y rendimiento acústico.



51

2.2.5.2.2 Ventajas

- Alto Poder de aislación térmica: Presenta una elevada resistencia al paso

de flujo calórico, entre un ambiente acondicionado y su entorno debido a

su alto Coeficiente de Resistencia Térmica. Lo anterior es válido tanto en

invierno como en verano.

- Gran confort acústico: Otorga los beneficios de absorción y aislación

acústicas, ya que su estructura elástica amortigua las ondas sonoras

incidentes, logrando un excelente nivel de acondicionamiento acústico de

ambientes y reducción de ruidos desde el entorno.

- Ahorro de energía: Favorece la economía del hogar al impedir pérdidas de

calor desde los ambientes hacia el entorno, lo cual redunda en menores

gastos de calefacción y acondicionamiento térmico. Este material puede

aplicarse en forma óptima en la aislación de techumbres de viviendas,

pues cubre completamente la superficie sin dejar intersticios. Su uso evita

la producción de monóxido de carbono y el deterioro de la capa de ozono,

por el menor consumo de combustible.

- Seguridad para las personas: No es inflamable ni combustible, no

contribuye a la propagación del fuego y tampoco a la generación de gases

tóxicos, los cuales pueden provocar fatalidades en caso de incendio.

- Durabilidad y confiabilidad: Es un material químicamente inerte, presenta

alta estabilidad dimensional respecto del paso del tiempo: no se asienta,

no se deforma, es imputrescible, no se ve afectado por la humedad y no esatacada por plagas, tales como ratas, aves o insectos. Esto último,

garantiza la inalterabilidad del producto a lo largo del tiempo.

- Excelente trabajabilidad: Es un material liviano, fácil de cortar y

manipular. Se amolda sin complicaciones a las irregularidades de las

construcciones y superficies en donde se instala.

- Economía: Entrega todos estos beneficios a un precio competitivo.Además, debido a su alta resiliencia, permite reducir los costos de

almacenamiento y transporte. Las aplicaciones mayoritarias de la lana de

vidrio en aislación térmica y acústica de cielos, techumbres, tabiques



52

interiores y muros perimetrales de viviendas, que es en donde se obtiene

su mayor aprovechamiento.

2.2.5.2.3 Instalación de lana de vidrio:

Se indica en el Manual Práctico de Construcción, Louisiana Pacific LP

Chile S.A (2010) que es necesario para iniciar la instalación de la aislación en

muros medir la separación o espacio libre entre pies derechos, y proceder a

cortar los rollos en el ancho, antes de retirar el embalaje. Es conveniente

cortar el material a medida que se requiera.

Figura 45: Detalle aislación de muros


A continuación se debe acomodar el aislante entre los pie derechos y

llenar bien la abertura desde arriba hacia abajo y cortando ahora el largo de

cada cavidad. Con la ayuda de la corchetera manual se mantiene en la

posición deseada del material y entonces se procede de igual manera para los

lugares más estrechos, cuidando de no dejar espacios sin aislación.

Al momento de instalar la lana de vidrio se debe tener en cuenta:

• No prensar el material aislante (lana de vidrio) debido a que disminuye

su espesor, el aire retenido en su interior, y por lo tanto su valor R cambia.

• No deben quedar espacios libres entre las estructuras, ya que se

perderá la eficiencia energética durante toda la vida útil de la vivienda.



53

Si se instalaron elementos eléctricos tales como cajas de distribución,

cañerías y en ductos en los muros exteriores, se debe colocar el material

aislante con precisión alrededor de dichos elementos, entre los mismos ysobre la cara exterior del muro para reducir al mínimo la compresión del

material aislante. Se debe envolver bien el aislante alrededor de las cañerías,

los cables, las cajas y los conductos eléctricos.

En las paredes exteriores siempre se debe instalar el material aislante por

detrás de las cañerías de agua.

Con la lana de vidrio en posición procedemos a instalar la barrera devapor. Para esto recomendamos comprar rollos de polietileno de 20 micras en

mangas dobles de 1,2 m si nuestra casa es de 2,4 m de altura interior.

Se instala por la cara interior del tabique perimetral y fijada a los pie

derechos mediante corchetes cada 15 cm. El traslape transversal debe ser de

20 cm como mínimo y reforzado con cinta para embalaje.

Una vez instalados el material aislante y la barrera de vapor, el muro está

listo para ser revestido interiormente con la placa de yeso cartón

correspondiente de acuerdo a lo descrito en el Manual Práctico de

Construcción, Louisiana Pacific LP Chile S.A (2010).

2.2.5.3 Tableros OSB (Oriented Strand Board):

La siguiente información se extrajo de la empresa Tecno Panel,

distribuidora del material que se describe.

Es un panel estructural de astillas o virutas de madera, orientadas en

forma de capas cruzadas para aumentar su fortaleza y rigidez, unidas entre

sí con resina fenólica aplicada bajo alta presión y temperatura.

Se pueden destacar las siguientes características del panel OSB:

- Resistencia mecánica

- Rigidez

- Aislación

- Capacidad para absorber diferentes solicitaciones.



54

El tablero OSB tiene una amplia aplicación en el sector construcción de

viviendas, en todos los tipos existentes, dentro de los cuales se destacancomo tableros estructurales formados por hojuelas rectangulares de madera,

dispuestas en capas entrelazadas perpendicularmente, unas con otras. Cabe

destacar que si un tablero no posee laminación cruzada por diseño, éste

presentará debilidades estructurales aleatorias imposibles de predecir, lo

cual implica un alto riesgo para la constructora y el cliente final.

Según se describe en el Manual Práctico de Construcción, Louisiana

Pacific LP Chile S.A (2010), las hojuelas son mezcladas con ceras y adhesivos

para posteriormente ser sometidas a altas temperaturas y presiones, dando

origen a los tableros LP OSB de 8 x 16 pies, que poseen las características de

resistencia y rigidez que resultan de la laminación cruzada de las capas. Esta

característica es fundamental para obtener la certificación como tablero

estructural para viviendas por la entidad internacional APA (Engineered

Wood Association, USA), que certifica más del 70% de los tableros

estructurales para las viviendas en países desarrollados como EE.UU. yCanadá.

Los tableros son luego dimensionados, sellados en sus cantos, y

embalados en pallets para su posterior despacho a los clientes.

Como resultado se obtienen tableros libres de nudos y grietas, estables y

uniformes, que son fáciles de cortar, clavar o atornillar, utilizando

herramientas de uso común.

Además, se destaca que la superficie de una de las caras es rugosa,

otorgando una característica antideslizante (techos) y/o mayor área

específica de adherencia (muros y pisos).

La familia de tableros LP OSB estructurales para la vivienda cuenta con

distintos tipos de productos, dependiendo del grado de protección que el

usuario requiera contra termitas y hongos. Esta protección dependerá de laconcentración de aditivos, como el Borato de Zinc (inofensivo para el ser

humano), que posean los distintos tableros.



55

El uso de tableros estructurales para la vivienda LP OSB ha permitido

implementar en Chile el sistema constructivo C.E.A. (Construcción

Energitérmica Asísmica), mediante el cual se construyen el 95% de lasviviendas en países desarrollados.

El sistema consiste en entramados de vigas y pies derechos de madera o

metal, estructurados con tableros LP OSB tanto en techumbres, muros y

pisos, generando paneles que cuentan con un aislante adecuado, y son

revestidos exterior e interiormente con la terminación escogida.

Este sistema tiene innumerables beneficios por sobre los métodostradicionales de construcción:

- Mayor velocidad de construcción

- Menor costo en materiales y mano de obra

- Ahorro en mantención futura

- Ahorro de costos en calefacción

- Sobresalientes características asísmicas

- Mejor calidad de vida

- En resumen, mayor eficiencia, mejor calidad y menores costos para

construir.

2.2.5.3.1 Cualidades tablero OSB:

- Certificación APA: Único tablero estructural con garantía de

cumplimiento de normas internacionales para aplicación en viviendas,

APA es la entidad que certifica la mayor cantidad de tableros estructurales

para viviendas en EE.UU. y Canadá (90%). Esta certificación

fundamentalmente es posible dadas las características de rigidez y

resistencia que otorga la laminación cruzada de las fibras (hojuelas).

- Antideslizante: Desarrollado especialmente para disminuir las caídas por

deslizamiento en la instalación en techumbres.

- Superficie específica extendida: Otorga una mejor adherencia al

momento de aplicar una terminación en techumbres, muros y pisos.



56

- Fijación extrema de la hojuela: Mayor adherencia de la terminación

exterior por no existir soplado.

- Protección contra termitas: Aditivo natural, Borato de Zinc inofensivopara el ser humano (LP OSB Plus y LP OSB Guard).

- Protección contra hongos: Triple concentración de Borato de Zinc que

impide la pudrición (LP OSB Guard).

- Retardador del fuego: El Borato de Zinc actúa como retardador de Fuego

(LP OSB Guard).

- Mejor instalación: Permite revisar fácilmente la horizontalidad (plomo) de

los tableros unos con otros.

- Mayor seguridad: Destaca las aristas del tablero previniendo accidentes

en su manipulación en obra.

2.2.5.3.2 Instalación tableros OSB

Los tableros LP OSB Home no deben estar en contacto directo con el

hormigón o albañilería. Mantener una distancia nivelada mínima de 15 cm.

entre el borde inferior del tablero y el nivel del suelo. No instale tableros LP

OSB Home sobre estructuras de madera encorvada o saturada de humedad,

ya que el tablero copiará todas las imperfecciones de la estructura.

Para la fijación de estos tableros de revestimientos es necesario saberque se instalan con clavos o tornillos, lo que dependerá de la base a revestir,

sobre estructura de madera, fijar con clavos galvanizados tipo pallet o

estriados. Sobre metal con tornillos cabeza de trompeta.

Atornillar o clavar los tableros a 1 cm del borde, cada 15 cm en el

perímetro y cada 30 cm en los apoyos interiores. Los tableros LP OSB Home

deben ser fijados directo a la estructura de muros y las uniones de tablero

deben quedar fijados a un pie derecho.

El uso de adhesivos estructurales del tipo AFG-01, ayuda a un mejor

desempeño de la estructura y contribuye a disminuir los puentes térmicos.



57

Para el caso de sellado de cantos, dilataciones y perforaciones del tablero

OSB ocurre que los cortes y perforaciones realizadas en los tableros deben

ser sellados con una pintura tipo óleo común o un sellador de cantos paraevitar la penetración de la humedad. Se debe contemplar una dilatación

mínima de 3 mm en todo el perímetro de la placa.

Se debe tener siempre en cuenta y mucho cuidado con mantener el lado

rugoso al exterior, los tableros tienen una cara lisa y una rugosa, para

prevenir accidentes en techumbres, el lado antideslizante debe quedar al

exterior. Las techumbres pueden resultar extremadamente resbalosas

cuando están mojadas o tienen hielo. Por este motivo se recomienda que los

instaladores usen zapatos de goma antideslizante y que la instalación de la

plancha OSB sea con su superficie rugosa hacia arriba, esto según el Manual

Práctico de Construcción, Louisiana Pacific LP Chile S.A (2010).



58

Capítulo III: Presentación de vivienda

3.1 Descripción general de vivienda.

En este punto nos referimos a descripción general debido a que el

complejo que se estudiará y comparará en esta tesis es solo el complejo de

muros por lo que los demás componentes constructivos de la vivienda serán

obviados y para efectos de cálculos se tomarán como un valor constante no

mencionado, siendo descritas de forma detallada las especificaciones de los

complejos de muros de Panel SIP y METALCON.

El emplazamiento de la vivienda será en la cuidad de Valdivia, región de

Los Ríos, Chile.

Tanto los revestimientos exteriores como interiores serán considerados

como componentes no variables ya que serán los mismos en ambos tipos de

muro, no se toman en cuenta para los cálculos.

Los planos que representan la planta de la vivienda y los detalles de

puertas y ventanas se encuentran en el Anexo A de esta tesis.

La vivienda cuenta con un área de 42 m2

El área de los muros perimetrales es de 50,43 m2

El espesor de los muros es de 83,1 mm., el que de acuerdo a lo dispuesto

en planos y especificaciones técnicas se compone desde exterior a interior

por:

- Placa de OSB: 11,1 mm.

- Metalcón 62CA085 (Solera): 62 mm.

- Volcanita ST: 10 mm.

3.2 Muro compuesto Panel SIP.

El Panel SIP está compuesto por dos placas de tablero OSB de espesor

9,5mm y poliestireno expandido de 66 mm. Como se muestra en la Figura46.



59

3.3 Muro METALCON.

El muro METALCON está compuesto por paneles de acero galvanizado

liviano. Fijados a estos paneles van por su interior placas de Yeso-Cartón de

espesor 10mm, luego una capa de polietireno cuya función es ser una

barrera de humedad y finalmente un revestimiento interior tipo. Por su

exterior la estructura de acero tiene fijada un tablero OSB de espesor

11,1mm. Al interior de estos paneles de acero galvanizado se encuentra el

material aislante, en este caso, lana de vidrio con un espesor 50 mm. La

Figura 47 muestra un croquis de la estructura METALCON.

Figura 46: Croquis Panel SIP

Fuente: Elaboración Propia



60

Figura 47: Croquis METALCON.

Fuente: Elaboración Propia.



61

Capítulo IV: Análisis del complejo de muro según normativas térmicas.

4.1 Análisis del complejo de muro construido con Panel SIP.

Para poder realizar este análisis usaremos los datos contenidos en la

siguiente tabla 8.

Tabla 8: Elementos constructivos Panel SIP

ComponenteEspesor Densidad Conductividad Térmica

m Kg/m³ W/(m K)

OSB 0,0095 700 0,13Poliestileno Expandido 0,066 15 0,0413

OSB 0,0095 700 0,13

Fuente: Elaboración propia.

4.1.1 Análisis de Resistencia Térmica según NCh 853 of 91.

Rt = Rsi + Σ (e / λ )+ Rse + Rg

Es necesario conocer los valores Rse y Rsi los que para este caso son:

- Rse = 0,05

-

Rsi = 0,12

-

Rg = 0; no queda aire atrapado en el complejo.

Entonces nos queda:

Rt = 0,05 + 0,12 + [ (0,0095/0,13)+(0,066/0,0413)+ (0,0095/0,13) ]

Rt = 1,91(m2 *K/W)

Para una zona térmica 5, la resistencia térmica requerida para muros

perimetrales es de 0,63 (m2 *K/W). Por lo tanto Panel SIP cumple con la

exigencia del Reglamento Térmico usando NCh 853 of 91.

4.1.2 Análisis de Resistencia Térmica según método R100.

R100 = (e / λ) x 100



62

Lo cual para este caso toma los valores de :

R100 = (0,066 / 0,0413) x 100R100 = 159,81 (m2 *K/W).

Son requeridas 50 (m2 *K/W) para el método R100 según el Reglamento

térmico vigente, por lo tanto, el Panel SIP también cumple los requisitos

térmicos actuales para el método ya mencionado.

4.2 Análisis del complejo de muro construido con muro METALCON.

Para poder realizar este análisis usaremos los datos contenidos en la

siguiente tabla 9.

Tabla 9: Elementos constructivos del muro METALCON

ComponenteEspesor Densidad Conductividad Térmica

m Kg/m³ W/(m K)

Yeso Cartón 0,010 700,00 0,26

Lana de vidrio 0,05 14,00 0,045

OSB 0,0111 690,00 0,12


4.2.1 Análisis de Resistencia Térmica según NCh 853 of 91.

Rt = Rsi + Σ (e / λ )+ Rse + Rg

Es necesario conocer los valores Rse y Rsi los que para este caso son:

-

Rse = 0,05

-

Rsi = 0,12

-

Rg = 0,012 ≈ 0; este valor es debido a que se genera una cámara de aire de

espesor 0,012 mt. en el complejo de muro con METALCON, producto de la

diferencia entre los 62 mm de solera y los 50 mm de aislación. Según NCh853 of 91 este valor se considera en los cálculos cuando es mayor o igual

a 20 mm. de espesor.

Entonces nos queda:



63

Rt = 0,05 + 0,12 + [ (0,010/0,26)+(0,05/0,045)+(0,0111/0,12)+0]

Rt = 1,41(m2 *K/W)

Para una zona térmica 5, la resistencia térmica requerida para muros

perimetrales es de 0,63 (m2 *K/W). Por lo tanto muro METALCON cumple

con lo pedido en Reglamento Térmico usando NCh 853 of 91.

4.2.2 Análisis de Resistencia Térmica según método R100.

R100 = (e / λ) x 100

Lo cual para este caso toma los valores de:

R100 = (0,05 / 0,045) x 100

R100 = 111,11 (m2 *K/W).

Son requeridas 50 (m2 *K/W) para el método R100 según el Reglamento

térmico vigente, por lo tanto, el muro METALCON también cumple los

requisitos térmicos actuales para el método ya mencionado.

Por lo tanto luego de realizados estos análisis nos damos cuenta que

ambos sistemas constructivos aplicados a los muros perimetrales de la

vivienda y que luego serán comparados en base a eficiencia energética

cumplen con las normativas térmicas vigente.



64

Capítulo V: Demanda energética de sistemas constructivos.

5.1 Análisis de demanda energética de muro de Panel SIP.

Para poder llegar a determinar la demanda energética del Panel SIP es

necesario saber que se determinarán en primer lugar las pérdidas de energía

que se generan por este elemento constructivo y luego se determinarán las

ganancias de calor a las que se ve sometida la vivienda que usará panel SIP

en sus muros.

5.1.1 Pérdida de energía con Panel SIP.

5.1.1.1 Pérdida de energía por transmisión.

Tabla 10: Demanda energética térmica por transmisión, Panel SIP.

Material Complejo Transmitancia térmica Área Qp Qt

U m2 kJ / GD KW h/ GD

Panel SIP Muro 0,52 50,43 26,34 0,63


Si queremos conocer la demanda energética térmica mensual por

transmisión para el panel SIP debemos realizar los siguientes cálculos y

conocer la tabla de Grados Días Mes que se mostró en el capítulo I de esta

tesis:

Tabla 11: Demanda energética térmica mensual por transmisión, Panel SIP

Mes MaterialQt

GDMQmt

KW h/GD kJ / mes

Enero Panel SIP 0,63 88,00 55,64

Febrero Panel SIP 0,63 89,00 56,27

Marzo Panel SIP 0,63 138,00 87,25

Abril Panel SIP 0,63 202,00 127,72

Mayo Panel SIP 0,63 269,00 170,08

Junio Panel SIP 0,63 304,00 192,21

Julio Panel SIP 0,63 330,00 208,64

Agosto Panel SIP 0,63 320,00 202,32



65

Septiembre Panel SIP 0,63 272,00 171,97

Octubre Panel SIP 0,63 217,00 137,20

Noviembre Panel SIP 0,63 163,00 103,06Diciembre Panel SIP 0,63 120,00 75,87


5.1.1.2 Pérdida de energía por infiltración de aire.

Como vimos en el Capítulo I en este caso se deben considerar dos valores

para la pérdida por infiltración de aire ya que uno corresponde al periodo

aproximado de primavera-verano y el otro corresponde al periodo aproximado

otoño-invierno. En el primer periodo mencionado se toma 1,5 veces el valor

real del volumen del edificio y en el segundo periodo mencionado el valor

tomado es del doble del volumen de la vivienda.

Tabla 12: Demanda energética térmica mensual requerida de calefacción porinfiltración en Panel SIP

MesQi

GDMQmi

kJ/GD kW h / mes

Enero 4.506,97 88,00 110,17

Febrero 4.506,97 89,00 111,42

Marzo 4.506,97 138,00 172,77

Abril 6.009,29 202,00 337,19Mayo 6.009,29 269,00 449,03

Junio 6.009,29 304,00 507,45

Julio 6.009,29 330,00 550,85

Agosto 6.009,29 320,00 534,16

Septiembre 6.009,29 272,00 454,04

Octubre 4.506,97 217,00 271,67

Noviembre 4.506,97 163,00 204,07Diciembre 4.506,97 120,00 150,23




66

5.1.1.3 Pérdida de energía por ventilación.

Se usarán las fórmulas indicadas en Capítulo I, debido a que este tipo de

perdida usa valores fijos en cuanto a volúmenes, personas, etc. es el mismo

valor que se utiliza tanto para Panel SIP como Muro METALCON.

Tabla 13: Demanda energética térmica mensual requerida de calefacción por

ventilación en Panel SIP.

Mes Qv GDM QmvkJ/GD kW h/ mes

Enero 11.197,44 88,00 273,72

Febrero 11.197,44 89,00 276,83

Marzo 11.197,44 138,00 429,24

Abril 11.197,44 202,00 628,30

Mayo 11.197,44 269,00 836,70

Junio 11.197,44 304,00 945,56 Julio 11.197,44 330,00 1.026,43

Agosto 11.197,44 320,00 995,33

Septiembre 11.197,44 272,00 846,03

Octubre 11.197,44 217,00 674,96

Noviembre 11.197,44 163,00 507,00

Diciembre 11.197,44 120,00 373,25


Con el fin de facilitar la lectura de estos datos se presenta a continuación

una tabla resumen de las pérdidas de energía que se producen en la vivienda

al construir con la opción Panel SIP.



67

Tabla 14: Resumen de pérdidas de energía con Panel SIP

Mes MaterialQmt Qmi Qmv Total pérdida

kw h/mes kw h/mes kw h/mes kw h/mesEnero Panel SIP 55,64 110,17 273,72 439,52

Febrero Panel SIP 56,27 111,42 276,83 444,52

Marzo Panel SIP 87,25 172,77 429,24 689,25

Abril Panel SIP 127,72 337,19 628,30 1.093,20

Mayo Panel SIP 170,08 449,03 836,70 1.455,80

Junio Panel SIP 192,21 507,45 945,56 1.645,22

Julio Panel SIP 208,64 550,85 1.026,43 1.785,93Agosto Panel SIP 202,32 534,16 995,33 1.731,81

Septiembre Panel SIP 171,97 454,04 846,03 1.472,04

Octubre Panel SIP 137,20 271,67 674,96 1.083,83

Noviembre Panel SIP 103,06 204,07 507,00 814,12

Diciembre Panel SIP 75,87 150,23 373,25 599,35

TOTAL 13.254,59

Fuente: Elaboración propia

5.1.2 Ganancia de energía con Panel SIP.

5.1.2.1 Ganancia de energía por artículos eléctricos.

Se usa siempre el caso menos favorable para efecto de los cálculos, por

eso se usará la formula usando el valor 0,5 (Kw/mes x m2) y multiplicándolo

por el área de la vivienda. (Kw/mes x m2).

Ee = 0,5*42

Ee = 21 (Kw/mes)

5.1.2.2 Ganancia de energía por metabolismo humano.

Eh = 0,08 Kw * pers * hr * días del mes.



68

Tabla 15: Ganancia de energía por metabolismo humano.

Mes Personas Horas N° días del mesGanancias

kWh /mesEnero 5 12 31 148,80

Febrero 5 12 28 134,40

Marzo 5 12 31 148,80

Abril 5 12 30 144,00

Mayo 5 12 31 148,80

Junio 5 12 30 144,00

Julio 5 12 31 148,80Agosto 5 12 31 148,80

Septiembre 5 12 30 144,00

Octubre 5 12 31 148,80

Noviembre 5 12 30 144,00

Diciembre 5 12 31 148,80


5.1.2.3 Ganancia de energía por energía solar.

Al finalizar el Capítulo I se indica que para determinar el valor necesario

para las ganancias de energía por energía solar se utilizará la Tabla 3, a

partir de estos datos y los datos de las aéreas de ventanas de la vivienda los

cuales se encuentran en el anexo A logramos los siguientes resultados. En

necesario destacar que estos valores serán los mismos para panel SIP y MuroMETALCON.

Tabla 16: Ganancia de energía por energía solar.

Mes

RSM Sv RSM Sv RSM Sv R Sv

Fr EsNorte Norte Oeste Oeste Sur Sur Este Este

kWh

mes

m2kWh

mes

m2kWh

mes

m2kWh

mes

m2

Enero 77,10 3,51 119,90 0,90 74,00 2,10 119,90 0 0,80 427,14

Febrero 69,50 3,51 100,70 0,90 49,30 2,10 100,70 0 0,80 350,48

Marzo 74,80 3,51 79,60 0,90 39,80 2,10 79,60 0 0,80 334,21

Abril 57,80 3,51 48,20 0,90 26,00 2,10 48,20 0 0,80 240,69



69

Mayo 36,40 3,51 28,60 0,90 16,10 2,10 28,60 0 0,80 149,85

Junio 31,00 3,51 23,10 0,90 12,40 2,10 23,10 0 0,80 124,51

Julio 33,70 3,51 25,90 0,90 14,20 2,10 25,90 0 0,80 137,13

Agosto 49,80 3,51 40,40 0,90 22,30 2,10 40,40 0 0,80 206,39

Septiembre 65,70 3,51 60,00 0,90 33,50 2,10 60,00 0 0,80 283,97

Octubre 70,30 3,51 96,20 0,90 46,20 2,10 96,20 0 0,80 344,28

Noviembre 70,10 3,51 104,60 0,90 63,10 2,10 104,60 0 0,80 378,16

Diciembre 76,50 3,51 118,70 0,90 78,90 2,10 118,70 0 0,80 432,83



una tabla resumen de las ganancias de energía que se producen en la

vivienda al construir con la opción Panel SIP.

Tabla 17: Resumen de ganancias de energía con Panel SIP

Mes Material

Ee Eh Es Total Ganancia

kw h/mes kw h/mes kw h/mes kw h/mes

Enero Panel SIP 21,00 148,80 427,14 596,94

Febrero Panel SIP 21,00 134,40 350,48 505,88

Marzo Panel SIP 21,00 148,80 334,21 504,01

Abril Panel SIP 21,00 144,00 240,69 405,69

Mayo Panel SIP 21,00 148,80 149,85 319,65

Junio Panel SIP 21,00 144,00 124,51 289,51

Julio Panel SIP 21,00 148,80 137,13 306,93

Agosto Panel SIP 21,00 148,80 206,39 376,19

Septiembre Panel SIP 21,00 144,00 283,97 448,97

Octubre Panel SIP 21,00 148,80 344,28 514,08

Noviembre Panel SIP 21,00 144,00 378,16 543,16

Diciembre Panel SIP 21,00 148,80 432,83 602,63

5.413,65




70

5.1.3 Demanda energética térmica real de energía por Panel SIP.

Se habla en este punto de demanda energética térmica real ya que en elpunto 5.1.1 se habló de pérdidas, siendo estas las la energía que el muro

dejaba escapar de la vivienda. Se entenderá entonces como pérdida real y de

ahora en adelante para efectos de cálculo como el resultado de que a las

pérdidas ya obtenidas por escape se le restan las ganancias de energía

determinadas en 5.1.2. En algunos resultados el valor de la sustracción será

negativo, lo cual indica que no existe pérdida real de energía en aquel mes,

sino que la vivienda gana energía, para estos casos en las tablas de datos se

marcarán como 0 (cero) ya que no hay demandas de energía que aporten al

consumo de combustible usado como calefacción en la vivienda.

Tabla 18: Demanda energética térmica real de energía con Panel SIP

Material Mes

Total

perdidas

Total

ganancias

Demanda

mensual Factor

Conversión

Pérdida

mensual

kW h/mes

kW h/ mes kwh/mes

Kcal/mes

Panel

SIPEnero 439,52 596,94 -157,42 859,85 0,00

Panel

SIPFebrero 444,52 505,88 -61,37 859,85 0,00

Panel

SIPMarzo 689,25 504,01 185,24 859,85 159.276,94

Panel

SIP Abril 1.093,20 405,69 687,52 859,85 591.158,97

Panel

SIPMayo 1.455,80 319,65 1.136,15 859,85 976.913,63

Panel

SIP Junio 1.645,22 289,51 1.355,71 859,85 1.165.697,62

Panel

SIP Julio 1.785,93 306,93 1.478,99 859,85 1.271.706,10

Panel

SIP

Agosto 1.731,81 376,19 1.355,62 859,85 1.165.621,99

Panel

SIPSeptiembre 1.472,04 448,97 1.023,07 859,85 879.683,45

Panel

SIPOctubre 1.083,83 514,08 569,74 859,85 489.891,42



71

Panel

SIPNoviembre 814,12 543,16 270,96 859,85 232.981,46

Panel

SIP Diciembre 599,35 602,63 -3,28 859,85 0,00

TOTAL

ANUAL 186,69

TOTAL

ANUAL 165.069,80

kWh/año Kcal/año


5.1.4 Demanda de leña por mes con Panel SIP.

Para poder determinar la demanda energética térmica mensual y acto

seguido la demanda mensual de combustible a usar en la vivienda debemos

mencionar que en esta oportunidad el combustible será Leña de Roble, por lo

que es necesario introducir el termino de Poder calorífico según la literatura

encontrada en Vignote et al. (2005) el poder calorífico superior del Roble es

4.606 (Kcal/Kg) y con este valor se debe obtener el poder calorífico inferior

usando:

Pci = ( Pcs – 600 * h) / (1 + h ) (13) (Vignote et al., 2005)

Donde:

Pci = Poder calorífico inferior

Pcs = Poder calorífico superior

h = humedad de la madera

En la actualidad en la ciudad de Valdivia se consume leña certificada la

cual es considerada leña seca con 25% de humedad. Entonces:

Pci = ( Pcs – 600 * h) / (1 + h )

Pci = ( 4606 – 600 * 0,25) / (1 + 0,25 )

Pci = 3.564,8 (Kcal/Kg)

Por la misma literatura sabemos que el rendimiento térmico del calefactora leña es 0,65.

El próximo paso es determinar la cantidad de metros cúbicos estéreo de

leña (L) que se necesitan en la vivienda, para ello tenemos:



72

L = [ Qmes / ( Pci x η )] (14) (Vignote et al., 2005)

Donde:

L = Cantidad de leña mensual (Kg)

Qmes = Pérdida de Calor Total mensual (Kcal)

Pci = Poder calorífico inferior leña.

η = Rendimiento térmico del calentador

Tabla 19: Consumo anual de leña de Roble con Panel SIP

Material MesPérdida mensual

PcRendimiento L L

Kcal/mes Calefactor Kg m3

Panel SIP Enero 0,00 3.256,30 0,65 0,00 0,00

Panel SIP Febrero 0,00 3.256,30 0,65 0,00 0,00

Panel SIP Marzo 159.276,94 3.256,30 0,65 75,25 0,10

Panel SIP Abril 591.158,97 3.256,30 0,65 279,30 0,38

Panel SIP Mayo 976.913,63 3.256,30 0,65 461,55 0,63

Panel SIP Junio 1.165.697,62 3.256,30 0,65 550,74 0,75

Panel SIP Julio 1.271.706,10 3.256,30 0,65 600,83 0,82

Panel SIP Agosto 1.165.621,99 3.256,30 0,65 550,71 0,75

Panel SIP Septiembre 879.683,45 3.256,30 0,65 415,61 0,57

Panel SIP Octubre 489.891,42 3.256,30 0,65 231,45 0,32

Panel SIP Noviembre 232.981,46 3.256,30 0,65 110,07 0,15

Panel SIP Diciembre 0,00 3.256,30 0,65 0,00 0,00

TOTAL 3.275,51 4,49


5.2 Análisis de demanda energética de muro METALCON.

Para poder llegar a determinar la demanda energética del Muro

METALCON es necesario saber que se determinaran en primer lugar las

pérdidas de energía que se generan por este elemento constructivo y luego se

determinaran las ganancias de calor a las que se ve sometida la vivienda queusará panel Muro METALCON.



73

5.2.1 Pérdida de energía con Muro METALCON.

5.2.1.1 Pérdida de energía por transmisión.

Tabla 20: Demanda energética térmica por transmisión, Muro METALCON.

Material ComplejoTransmitancia térmica Área qp Qt

U m2 kJ / GD KW h/ GD

Muro METALCON Muro 0,71 50,43 35,71 0,86Fuente: Elaboración propia.

Si queremos conocer la demanda energética térmica mensual por

transmisión para el Muro METALCON debemos realizar los siguientes

cálculos y conocer la tabla de Grados Días Mes que se mostró en el capítulo I

de esta tesis:

Tabla 21: Demanda energética térmica mensual por transmisión, Muro

METALCON

Mes Material

Qt

GDM

Qmt

KW h/GD kJ / mesEnero Muro METALCON 0,86 88,00 75,42

Febrero Muro METALCON 0,86 89,00 76,28

Marzo Muro METALCON 0,86 138,00 118,28

Abril Muro METALCON 0,86 202,00 173,13Mayo Muro METALCON 0,86 269,00 230,56

Junio Muro METALCON 0,86 304,00 260,56

Julio Muro METALCON 0,86 330,00 282,84Agosto Muro METALCON 0,86 320,00 274,27

Septiembre Muro METALCON 0,86 272,00 233,13Octubre Muro METALCON 0,86 217,00 185,99

Noviembre Muro METALCON 0,86 163,00 139,71Diciembre Muro METALCON 0,86 120,00 102,85


5.2.1.2 Pérdida de energía por infiltración de aire.

Como vimos en el Capítulo I en este caso se deben considerar dos valores

para la pérdida por infiltración de aire ya que uno corresponde al periodo

aproximado de primavera-verano y el otro corresponde al periodo aproximado



74

otoño-invierno. En el primer periodo mencionado se toma 1,5 veces el valor

real del volumen del edificio y en el segundo periodo mencionado el valor

tomado es del doble del volumen de la vivienda.


infiltración en Muro METALCON

MesQi

GDMQmi

kJ/GD kW h / mes

Enero 4.506,97 88,00 110,17

Febrero 4.506,97 89,00 111,42

Marzo 4.506,97 138,00 172,77

Abril 6.009,29 202,00 337,19

Mayo 6.009,29 269,00 449,03

Junio 6.009,29 304,00 507,45

Julio 6.009,29 330,00 550,85

Agosto 6.009,29 320,00 534,16

Septiembre 6.009,29 272,00 454,04

Octubre 4.506,97 217,00 271,67

Noviembre 4.506,97 163,00 204,07

Diciembre 4.506,97 120,00 150,23


5.2.1.3 Pérdida de energía por ventilación.

Se usaran las formulas indicadas en Capítulo I, debido a que este tipo de

perdida usa valores fijos en cuanto a volúmenes, personas, etc. es el mismo

valor que se utiliza tanto para Panel SIP como Muro METALCON.



75


ventilación en Muro METALCON.

Mes Qv GDM QmvkJ/GD kW h/ mes

Enero 11.197,44 88,00 273,72

Febrero 11.197,44 89,00 276,83

Marzo 11.197,44 138,00 429,24

Abril 11.197,44 202,00 628,30

Mayo 11.197,44 269,00 836,70

Junio 11.197,44 304,00 945,56

Julio 11.197,44 330,00 1.026,43

Agosto 11.197,44 320,00 995,33

Septiembre 11.197,44 272,00 846,03

Octubre 11.197,44 217,00 674,96

Noviembre 11.197,44 163,00 507,00

Diciembre 11.197,44 120,00 373,25



una tabla resumen de las pérdidas de energía que se producen en la vivienda

al construir con la opción Panel SIP.

Tabla 24: Resumen de pérdidas de energía con Muro METALCON

Mes Material

Qmt Qmi Qmv Total perdida

kw h/mes kw h/mes kw h/mes kw h/mesEnero Muro METALCON 75,42 110,17 273,72 459,31

Febrero Muro METALCON 76,28 111,42 276,83 464,53

Marzo Muro METALCON 118,28 172,77 429,24 720,28

Abril Muro METALCON 173,13 337,19 628,30 1.138,62

Mayo Muro METALCON 230,56 449,03 836,70 1.516,28

Junio Muro METALCON 260,56 507,45 945,56 1.713,57

Julio Muro METALCON 282,84 550,85 1.026,43 1.860,12

Agosto Muro METALCON 274,27 534,16 995,33 1.803,76

Septiembre Muro METALCON 233,13 454,04 846,03 1.533,19Octubre Muro METALCON 185,99 271,67 674,96 1.132,62

Noviembre Muro METALCON 139,71 204,07 507,00 850,77

Diciembre Muro METALCON 102,85 150,23 373,25 626,33

TOTAL 13.819,37Fuente: Elaboración propia.



76

5.2.2 Ganancia de energía con Muro METALCON.

5.2.2.1 Ganancia de energía por artículos eléctricos.

Se usa siempre el caso menos favorable para efecto de los cálculos, por

eso se usará la formula usando el valor 0,5 (Kw/mes x m2) y multiplicándolo

por el área de la vivienda. (Kw/mes x m2).

Ee = 0,5*42

Ee = 21 (Kw/mes)

5.2.2.2 Ganancia de energía por metabolismo humano.

Eh = 0,08 Kw * pers * hr * días del mes

Tabla 25: Ganancia de energía por metabolismo humano.

Mes Personas Horas N° días del mesGanancias

kWh /mes

Enero 5 12 31 148,80

Febrero 5 12 28 134,40

Marzo 5 12 31 148,80

Abril 5 12 30 144,00

Mayo 5 12 31 148,80

Junio 5 12 30 144,00

Julio 5 12 31 148,80

Agosto 5 12 31 148,80

Septiembre 5 12 30 144,00

Octubre 5 12 31 148,80

Noviembre 5 12 30 144,00

Diciembre 5 12 31 148,80


5.2.2.3 Ganancia de energía por energía solar.

Al finalizar el Capítulo I se indica que para determinar el valor necesario

para las ganancias de energía por energía solar se utilizará la Tabla 3, a



77

partir de estos datos y los datos de las aéreas de ventanas de la vivienda los

cuales se encuentran en el anexo A logramos los siguientes resultados. En

necesario destacar que estos valores serán los mismos para panel SIP y MuroMETALCON.

Tabla 26: Ganancia de energía por energía solar.

Mes

RSM Sv RSM Sv RSM Sv R Sv

Fr EsNorte Norte Oeste Oeste Sur Sur Este Este

kWh

mesm2

kWh

mesm2

kWh

mesm2

kWh

mesm2

Enero 77,10 3,51 119,90 0,90 74,00 2,10 119,90 0 0,80 427,14Febrero 69,50 3,51 100,70 0,90 49,30 2,10 100,70 0 0,80 350,48

Marzo 74,80 3,51 79,60 0,90 39,80 2,10 79,60 0 0,80 334,21

Abril 57,80 3,51 48,20 0,90 26,00 2,10 48,20 0 0,80 240,69

Mayo 36,40 3,51 28,60 0,90 16,10 2,10 28,60 0 0,80 149,85

Junio 31,00 3,51 23,10 0,90 12,40 2,10 23,10 0 0,80 124,51

Julio 33,70 3,51 25,90 0,90 14,20 2,10 25,90 0 0,80 137,13

Agosto 49,80 3,51 40,40 0,90 22,30 2,10 40,40 0 0,80 206,39

Septiembre 65,70 3,51 60,00 0,90 33,50 2,10 60,00 0 0,80 283,97

Octubre 70,30 3,51 96,20 0,90 46,20 2,10 96,20 0 0,80 344,28

Noviembre 70,10 3,51 104,60 0,90 63,10 2,10 104,60 0 0,80 378,16

Diciembre 76,50 3,51 118,70 0,90 78,90 2,10 118,70 0 0,80 432,83


Con el fin de facilitar la lectura de estos datos se presenta a continuaciónuna tabla resumen de las ganancias de energía que se producen en la

vivienda al construir con la opción Muro METALCON.

Tabla 27: Resumen de ganancias de energía con Muro METALCON

Mes MaterialEe Eh Es Total Ganancia

kw h/mes kw h/mes kw h/mes kw h/mes

Enero Muro Metalcon 21,00 148,80 427,14 596,94

Febrero Muro Metalcon 21,00 134,40 350,48 505,88

Marzo Muro Metalcon 21,00 148,80 334,21 504,01

Abril Muro Metalcon 21,00 144,00 240,69 405,69



78

Mayo Muro Metalcon 21,00 148,80 149,85 319,65

Junio Muro Metalcon 21,00 144,00 124,51 289,51

Julio Muro Metalcon 21,00 148,80 137,13 306,93

Agosto Muro Metalcon 21,00 148,80 206,39 376,19

Septiembre Muro Metalcon 21,00 144,00 283,97 448,97

Octubre Muro Metalcon 21,00 148,80 344,28 514,08

Noviembre Muro Metalcon 21,00 144,00 378,16 543,16

Diciembre Muro Metalcon 21,00 148,80 432,83 602,63

5.413,65


5.2.3 Demanda energética térmica real de energía por Muro

METALCON.

Se habla en este punto de demanda real ya que en el punto 5.2.1 se habló

de pérdidas, siendo estas las la energía que el muro dejaba escapar de la

vivienda. Se entenderá entonces como pérdida real y de ahora en adelante

para efectos de cálculo como el resultado de que a las pérdidas ya obtenidas

por escape se le restan las ganancias de energía determinadas en 5.2.2. En

algunos resultados el valor de la sustracción será negativo, lo cual indica que

no existe pérdida real de energía en aquel mes, sino que la vivienda gana

energía, para estos casos en las tablas de datos se marcaran como 0 (cero) ya

que no hay demandas de energía que aporten al consumo de combustible

usado como calefacción en la vivienda.

Tabla 28: Demanda energética térmica real de energía con Muro METALCON

Material Mes

Totalperdidas

Totalgananci

as

Perdidamensual

FactorPerdidamensual

kW h/mes

kW h/mes

kw h/mes Conversión Kcal/mes

MuroMETALCON

Enero 459,31 596,94 -137,64 859,85 0,00

MuroMETALCON

Febrero 464,53 505,88 -41,36 859,85 0,00

MuroMETALCON

Marzo 720,28 504,01 216,27 859,85 185.955,51

MuroMETALCON

Abril 1.138,62 405,69 732,93 859,85 630.210,22

MuroMETALCON

Mayo 1.516,28 319,65 1.196,63 859,85 1.028.917,51

MuroMETALCON

Junio 1.713,57 289,51 1.424,06 859,85 1.224.467,81

Muro Julio 1.860,12 306,93 1.553,19 859,85 1.335.502,69



79

METALCON

MuroMETALCON

Agosto 1.803,76 376,19 1.427,57 859,85 1.227.485,34

MuroMETALCON Septiembre 1.533,19 448,97 1.084,23 859,85 932.267,31

MuroMETALCON

Octubre 1.132,62 514,08 618,53 859,85 531.842,51

MuroMETALCON

Noviembre 850,77 543,16 307,61 859,85 264.493,11

MuroMETALCON

Diciembre 626,33 602,63 23,70 859,85 20.380,92

TOTALANUAL

200,14

TOTALANUAL

175.750,55kWh/m2-año

Kcal/m2-año


5.2.4 Demanda de leña por mes con Muro METALCON.

Para poder determinar la demanda energética térmica mensual y acto

seguido la demanda mensual de combustible a usar en la vivienda debemos

mencionar que en esta oportunidad el combustible será Leña de Roble, por lo

que es necesario introducir el termino de Poder calorífico según la literatura

encontrada en Vignote et al. (2005) el poder calorífico superior del Roble es

4.606 (Kcal/Kg) y con este valor se debe obtener el poder calorífico inferior

usando:

Pci = ( Pcs – 600 * h) / (1 + h )

Donde:

Pci = Poder calorífico inferior

Pcs = Poder calorífico superior

h = humedad de la madera

En la actualidad en la ciudad de Valdivia se consume leña no certificada

la cual es considerada con 35% de humedad. Entonces:

Pci = ( Pcs – 600 * h) / (1 + h )

Pci = ( 4606 – 600 * 0,35) / (1 + 0,35 )Pci = 3.256,30 (Kcal/Kg)

Por la misma literatura sabemos que el rendimiento térmico del calefactor

a leña es 0,65.



80

El próximo paso es determinar la cantidad de metros cúbicos estéreo de

leña (L) que se necesitan en la vivienda, para ello tenemos:

L = [ Qmes / ( Pci x η )]

Donde:

L = Cantidad de leña mensual (Kg)

Qmes = Pérdida de Calor Total mensual (Kcal)

Pci = Poder calorífico inferior leña.

Η = Rendimiento térmico del calentador

Tabla 29: Consumo anual de leña de Roble con Muro METALCON.

Material MesPerdidamensual Pc

Rendimiento L L

Kcal/mes Calefactor Kg m3Muro

METALCONEnero 0,00 3.256,30 0,65 0,00 0,00

MuroMETALCON

Febrero 0,00 3.256,30 0,65 0,00 0,00

Muro

METALCON

Marzo 185.955,51 3.256,30 0,65 87,86 0,12

MuroMETALCON

Abril 630.210,22 3.256,30 0,65 297,75 0,41

MuroMETALCON

Mayo 1.028.917,51 3.256,30 0,65 486,12 0,67

MuroMETALCON

Junio 1.224.467,81 3.256,30 0,65 578,51 0,79

MuroMETALCON

Julio 1.335.502,69 3.256,30 0,65 630,97 0,86

MuroMETALCON

Agosto 1.227.485,34 3.256,30 0,65 579,93 0,79

MuroMETALCON

Septiembre 932.267,31 3.256,30 0,65 440,46 0,60

MuroMETALCON Octubre 531.842,51 3.256,30 0,65 251,27 0,34

MuroMETALCON

Noviembre 264.493,11 3.256,30 0,65 124,96 0,17

MuroMETALCON

Diciembre 20.380,92 3.256,30 0,65 9,63 0,01319

TOTAL 3.487,45 4,78




81

Gráfico 1: Comparación mensual de consumo de leña.


5.3 Consumo económico de leña.

En el punto anterior se llegó a concluir la cantidad de leña requerida para

los consumos determinados. La comercialización de leña se realiza en base a

metros cúbicos entre los cuales existen vacíos de aire generado por los

espacios entre las trozas. Existen antecedentes de cálculos de estos vacíos,

por ejemplo el Método de Bitterlich, expresado en Lema (1979). En este

estudio comparativo sólo puede determinar bajo suposición de que las trozas

son idealmente redondeadas por un radio d/2, están inscritas en un

cuadrado de lado d y apiladas de forma ordenada.

0,00

0,10

0,20

0,30

0,40

0,50

0,60

0,70

0,80

0,90

1,00

D e m

a n d a m e n s u a l d e l e ñ a ( m 3 )

Meses del año

Panel

SIP

Muro

METALCON



82

Figura 48: Perfil transversal de una troza de leña.


Si se define R como el factor de reducción que necesitamos para conocer la

real cantidad de metros cúbicos comerciales de leña a utilizar.

R = ((d/2)2 * π)/ d2

R = π / 4R = 0,785

Entonces el factor de reducción requerido (R) es de 0,785.

Tomando el valor de la Unidad de Fomento (UF) al día 16 de Enero de

2012, el cual es de $22.343 y con la referencia del precio del metro cubico

de Leña certificada en la ciudad de Valdivia el cual en promedio varia cerca

de los $30.000, se puede determinar el gasto en UF de leña anual de la

vivienda en los dos casos constructivos. Se toma este valor -que es de leña

certificada y pese a que se utiliza leña no certificada para efectos de cálculos-

considerando el escenario más desfavorable.

Primero buscamos el precio real ($r) del metro cubico a utilizar, teniendo

en cuenta el factor de reducción: $r = 30000/0,785 = 38.217

Usando una densidad del Roble de 710 Kg/m3 logramos determinar que el

precio del kg de leña de roble es de $54.



83

5.3.1 Consumo económico de leña con Panel SIP.

El consumo anual de leña con el Panel SIP 3.275,51 kg y realizando una

sencilla operación matemática sabemos que el precio del kg de leña es

0,00241686 UF.

Por lo que el consumo económico del Panel SIP es:

Cp= 3.275,51 * 0,00241686

Cp= 7,92 UF

5.3.2 Consumo económico de leña con Muro METALCON.

El consumo anual de leña con el Panel SIP 3.487,45 kg y realizando una

sencilla operación matemática sabemos que el precio del kg de leña es

0,00241686 UF.

Por lo que el consumo económico del Panel SIP es:

Cp= 3.487,45 * 0,00241686

Cp= 8,43 UF

Con estos dos últimos puntos se llega a la conclusión que el Panel SIP,

económicamente hablando es 0,512 UF más económico en términos

térmicos.

Tabla 30: Comparación económica de consumo de leña.

MaterialConsumo

AnualPrecio Kg de

leñaGastoAnual

Ahorro

Kg UF UF UFPanel SIP 3.275,51 0,002416864 7,92 0,512

MuroMETALCON

3.487,45 0,002416864 8,43 0,00

Fuente: Elaboración propia



84

Capítulo VI.- Comparación gasto económico versus gasto térmico.

6.1 Análisis económico del gasto de leña en de las viviendas.

6.1.1 Presupuesto de Panel SIP.

En la tabla 31 veremos un resumen del precio por metro cuadrado del

Panel SIP, teniendo en cuenta el valor de los materiales y su puesta en obra.

Tabla 31: Precio metro cuadrado Panel SIP.

Materiales Unidad Cantidad Precio Unitario Total

Panel SIP m2 1 13.322 13.322

Jornalero Día 0,2 25.000 5.000

% Leyes Sociales % 55 5.000 2.750

21.072


Dada la tabla 31 podemos determinar que el precio por metro cuadrado

del Panel SIP es $21.072 o bien 0,94311417 UF.

6.1.2 Presupuesto de Muro METALCON.

En la tabla 32 veremos un resumen del precio por metro cuadrado del

Muro METALCON, teniendo en cuenta el valor de los materiales y su puesta

en obra.

Tabla 32: Precio metro cuadrado Muro METALCON.

Materiales Unidad Cantidad Precio Unitario Total

Muro METALCON m2 1 10.372,0 10.372,0

Jornalero Día 0,23 25.000 5.750,00

% Leyes Sociales % 55,00 5.750 3.162,519.284,5




85

Dada la tabla 32 podemos determinar que el precio por metro cuadrado

del Panel SIP es $19.285 o bien 0,86313387 UF.

La tabla 33 muestra un resumen de los presupuestos de construcción.

Tabla 33: Resumen presupuestos.

Material

Superficie

MuroPrecio m2 Precio m2

Precio

MuroDiferencia

m2 $ UF UF UF

Panel SIP 50,43 21.072 0,94311417 47,56 0,00

MuroMETALCON

50,43 19.285 0,86313387 43,53 4,03


6.2 Comparación de gastos.

Tenemos una diferencia de 0,267 UF en cuanto al consumo de leña a favor

del panel SIP, lo cual quiere decir que el Panel SIP gasta 0,267 UF menos en

leña que el Muro METALCON.

Por otro lado tenemos una diferencia de 4,03 UF entre el precio de

construcción del Panel SIP y Muro METALCON, siendo el más costoso Panel

SIP.

Gráfico 2: Recuperación según ahorro de consumo de leña.


0,00

1,00

2,00

3,00

4,00

5,00

6,00

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

U F

Años

Diferencia economica

Ahorro termico de Panel SIP



86

Este gráfico como cualquier otro de este texto no esta sometido a ningna

tasa de interes en sus valores, es decir, no se está considerando el valor del

dinero a través del tiempo.

Según lo visto en gráfico 2, si vamos acumulando lo ahorrado en consumo

de leña por el Panel SIP, que es el material comparado con mejor eficiencia

energetica, nos demoramos 8 años en igualar la diferencia que se produce en

el gasto de construcción en donde el material con costo más elevado es

justamente el Panel SIP.

Ahora, si aplicamos la tasa social de descuento, que en la actualidad es

de 6% anual, el tiempo de recuperación de la diferencia de inversión entre el

muro de Metalcon y el Panel SIP es de 11 años de acuerdo al gráfico 3, es

decir, es mayor que el tiempo de recuperación al no considerar ningún tipo

de tasa de interés.

Gráfico 3: Recuperación según ahorro de consumo de leña utilizando tasa de

interés.


0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

4,5

5

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

U F

Años

Diferencia Económica

Ahorro térmico de Panel SIP



87

Conclusiones.

La primera conclusión que podemos determinar es que tal como quedó

expresado en el capítulo IV, tanto el Panel SIP con las dimensiones

expresadas en este texto en el capítulo III, como el Muro METALCON con las

dimensiones también expresadas en el capítulo III cumplen con la normativa

térmica vigente en la actualidad para la zonificación térmica 5 a la cual

pertenece la ciudad de Valdivia por un amplio margen.

A través del capítulo V se puede concluir que entre el Panel SIP y MuroMETALCON la forma constructiva que entrega mayor eficiencia energética a

la vivienda es la constituida por Panel SIP, ahorrando una diferencia de

0,512 UF (0,3 m3) de leña al año con respecto al Muro METALCON. De este

capítulo también podemos concluir que los materiales analizados tienen un

excelente comportamiento térmico en los meses de pleno verano como son

Enero y Febrero ya que no generan pérdida de energía térmica alguna,

logrando la diferencia en Diciembre entre los dos materiales ya que Panel SIPno genera pérdida de energía pero Muro METALCON si lo hace aunque de

una forma mínima.

Analizando el capítulo VI se observa una diferencia de 4,03 UF con

respecto al gasto de construcción, siendo esta diferencia a favor del Muro

METALCON que resultó ser de construcción más económica comparado con

Panel SIP. Se concluye una recuperación a 8 años de la diferencia del gasto

de construcción versus el ahorro en consumo de leña anual. Tal como seindicó en el Gráfico 2.

En forma general se puede concluir que térmicamente hablando los dos

materiales (Panel SIP y Muro METALCON) son similares, debido a que la

diferencia de ahorro anual es mínima comparada con los años de

recuperación. Entonces, al momento de construir no solo debe importarnos

la inversión y recuperación de la inversión que presente un material, si no

que se deben tener en cuenta otras variables que puedan encarecer el

proyecto como por ejemplo la época del año a construir, los traslados, etc.

debido a que el Panel SIP no puede permanecer más de 15 días en contacto

permanente con la lluvia.



88

Para este tipo de casa al construirla de forma particular se recomienda

elegir Panel SIP, debido a que la diferencia de construcción de 4,03 UF es

recuperable en 8 años y además la forma de construcción es menosdificultosa que la de Muro METALCON.



89

Referencia Bibliográfica.

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http://www.cintac.cl/novedades/wp-

content/uploads/2010/03/Metalcon_Manual_de_Construccion.pdf

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DONOSO, N. 2009. ANÁLISIS TÉCNICO-ECONÓMICO EN MEJORAS DE

EFICIENCIA ENERGÉTICA PARA VIVIENDAS DE PRECIO ENTRE

1000-3000 UF. Tesis Ing. Civil. Univ. de Chile, Fac. Cien. Físicas y

Matemáticas. 197 p.

INSTITUTO DE LA CONSTRUCCION. (2006). Manual de Aplicación de

Reglamentación Térmica. Santiago. Edicolor. (159179)

INSTITUTO NACIONAL DE NORMALIZACION (INN). 1991. Acondicionamiento

térmico – Envolvente térmica de edificios – Cálculo de resistencias y transmitancias térmicas (Norma NCh 853 of 91)

LOUSIANA PACIFIC LP CHILE S.A. 2010. Manual práctico de construcción

LP. Santiago. 376 p. (154277)

LOUSIANA PACIFIC LP CHILE S.A. 05 de Mayo 2010. Ficha técnica Panel SIP

(Disponible en:

http://www.lpchile.cl/save_file.php?file=PSIP_COMTEC_050510.pdf&d

ir=folletos Consultado el 05 de Diciembre de 2011)

http://www.cintac.cl/novedades/wp-content/uploads/2010/03/Metalcon_Manual_de_Construccion.pdf



http://www.lpchile.cl/save_file.php?file=PSIP_COMTEC_050510.pdf&dir=folletos









90

MINISTERIO DE VIVIENDA Y URBANISMO (MINVU). 2006. Manual de

Aplicación Reglamentación Térmica - Ordenanza General de

Urbanismo y Construcciones – Artículo 4.1.10.

SARMIENTO, P. 2007. Energía solar en arquitectura y construcción.

Santiago. RIL editores. 346p. (9789562845458)

SEGUEL, R. 2007. ESTUDIO APLICACIÓN D.O. 04.01.2006 SOBRE

AISLACIÓN TÉRMICA EN VIVIENDAS SOCIALES DINÁMICAS SIN

DEUDA (VSDSD) DEL TIPO 33.06 m2 Y 48.9 m2 EN PUNTA ARENAS.

Tesis Ing. Constructor. Univ. Austral de Chile, Fac. Cien. Ing. 82 p.

SEGUEL, R. 2009. SIMULACIÓN ENERGÉTICA. Diplomado en Eficiencia

Energética y Calidad Ambiental CIVA – UACh.

UTFSM. 2008. IRRADIANCIA SOLAR EN TERRITORIOS DE LA

REPÚBLICA DE CHILE. Santiago. Proyecto CHI/00/G32. 248 p.

VASPANEL. 2011. Vaspanel Presentación Oficial. (Disponible en:

http://vaspanel.cl/web/images/vpo.pdf Consultado 06 de Diciembrede 2011)

VIGNOTE, S; I. MARTINEZ. 2005. Tecnología de la madera. 3 ed. Madrid.

Mundi-Prensa Libros. 678 p.

VOLCAN CHILE. 2010. Ficha Técnica Volcanita ST. (Disponible en:

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st.pdf Consultado el 05 de Diciembre de 2011)

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http://www.volcan.cl/imagenes/productos/fichas/ficha-volcanita-st.pdf







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VOLCAN CHILE. 2010. Ficha Técnica Volcanita RH. (Disponible en:


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VOLCAN CHILE. 2011. Ficha Técnica Aislanglass. (Disponible en:

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WINTER PANEL. 2007. Ficha Técnica Panel SIP. (Disponible en:

http://www.winterpanel.cl/preguntas.html#0 Consultado el 05 de

Diciembre de 2011)

http://www.volcan.cl/imagenes/productos/fichas/ficha-volcanita-rf.pdf


http://www.winterpanel.cl/preguntas.html#0







Anexo A

Figura A1: Planta de arquitectura.

Fuente: Inmobiliaria Aconcagua (2011)



Figura A2: Detalles de puertas y ventanas.

Fuente: Inmobiliaria Aconcagua (2011)



Anexo B

Tablas Artículo 4.1.10

ORDENANZA GENERAL DE URBANISMO Y CONSTRUCCIÓN

Tabla B1

ZONA

TECHUMBRE MUROS PISOS VENTILADOS

U Rt U Rt U Rt

[W/m2•°K] [m2•°K/W] [W/m2•°K] [m2•°K/W] [W/m2•°K] [m2•°K/W]

1 0,84 1,19 4 0,25 3,6 0,28

2 0,6 1,67 3 0,33 0,87 1,15

3 0,47 2,13 1,9 0,53 0,7 1,43

4 0,38 2,63 1,7 0,59 0,6 1,67

5 0,33 3,03 1,6 0,63 0,5 2

6 0,28 3,57 1,1 0,91 0,39 2,56

7 0,25 4 0,6 1,67 0,32 3,13

Fuente: MINVU (2006)



Tabla B2

ZONA TECHUMBRE

R100 (*)

MUROS

R100 (*)

PISOS

VENTILADOS

R100 (*)

1 94 23 23

2 141 23 98

3 188 40 126

4 235 46 150

5 282 50 183

6 329 78 239

7 376 154 295


(*) Según la norma NCH 2251: R100 = valor equivalente a la Resistencia

térmica [m2•°K/W]x 100



Tabla B3

VENTANAS

ZONA

Vidrio

Monolítico

(b)

DVH

Doble Vidriado Hermético ( c )

3,6

W/m2•°K >

U>2,4W/m2•°K (a)

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%


(a) La doble ventana que forme una cámara de aire, se asimila al DVH, convalor U entre 3,6 y 2,4 W/m2K

(b) Vidrio monolítico:

De acuerdo a la NCh 132, se entenderá por aquel producto inorgánico de

fusión, que ha sido enfriado hasta un estado rígido sin cristalización,

formado por una sola lámina de vidrio.

(c) Doble vidriado hermético (DVH):

De acuerdo a la NCh 2024, se entenderá por doble vidriado hermético el

conjunto formado por dos o más vidrios paralelos, unidos entre sí, por un

espaciador perimetral, que encierran en su interior una cámara con aire

deshidratado o gas inerte.



Anexo C

Plano Zona TérmicaRegión de Los Lagos




Anexo D

Extracto de Manual de Reglamentación Térmica vigente. (MINVU, 2006)

1)

“Complejos de Techumbre, muros perimetrales y pisos ventilados.

a)

Exigencias:

La envolvente de una vivienda está constituida por complejos de

techumbre, muros, pisos ventilados y ventanas, los cuales separan el espacio

interior del espacio exterior.

Estos complejos de techumbre, muros y pisos ventilados deberán cumplir

con la transmitancia térmica total (U) o con la resistencia térmica total (RT),

especificada para la zona térmica que corresponda a la comuna o localidad,

en la cual se emplaza la vivienda. Estas exigencias se encuentran en la Tabla

B.1 del Anexo B.

Las zonas térmicas de la Región de los Ríos están señaladas en el Anexo

C. Las comunas pueden contener hasta tres zonas. La división entre una

zona y otra, dentro de una misma comuna, la determina una cota de nivel, la

que va variando a lo largo del país y señalándose tanto en la tabla como en

cada plano.

1.1)

Techumbres:

Se considera complejo de techumbre al conjunto de elementos

constructivos que lo conforman, tales como cielo, cubierta, aislación térmica,

cadenetas y vigas.

a)

En el caso de mansardas o paramentos inclinados, debe considerarse

complejo de techumbre todo elemento cuyo cielo tenga una inclinación de

60º sexagesimales, o menos, medidos desde la horizontal.



Complejo de Techumbre con inclinación menor a 60°


Complejo de Techumbre con inclinación mayor a 60°


Esta discriminación obedece a que el flujo térmico cambia de ascendentea horizontal cuando el ángulo es mayor a 60º sexagesimales.

b)

Es necesario que el material aislante térmico o la solución constructiva

especialmente especificada cubra de manera continua toda la superficie



del cielo y se prolongue por sobre las cadenas y soleras, de manera que

éstas queden también aisladas térmicamente y no se constituyan en

puentes térmicos importantes.

Dado que no es posible cubrir completamente el complejo de techumbre

con el aislante térmico, éste sólo puede interrumpirse por elementos

estructurales de la techumbre, tales como cerchas, vigas y/o por tuberías,

ductos o cañerías de las instalaciones domiciliarias.

Aislación en cielo sobre costaneras.


Aislación en cielo siguiendo línea de costaneras




Aislación en cielo con ondulación sobre costaneras


c)

Es importante evitar y minimizar la ocurrencia de “puentes térmicos”, ya

que en éstos se puede producir condensación, (que afecta especialmente a

los materiales humedeciéndolos y deteriorándolos), también pérdida

importante de calor.

Por ese motivo los materiales aislantes térmicos o las soluciones

constructivas especificadas en el proyecto de arquitectura, deberán cubrir el

máximo de la superficie de la parte superior de los muros en su encuentro

con el complejo de techumbre, tales como cadenas, vigas o soleras,

conformando un elemento continuo por todo el contorno de los muros

perimetrales.

Aislación en cielo en encuentro con muro perimetral de albañilería




Aislación en cielo en encuentro con muro perimetral de madera


d)

Para obtener una continuidad en el aislamiento térmico de la techumbre,

todo muro o tabique que sea parte de ésta, tal como lucarna, antepecho,

dintel u otro elemento que interrumpa el acondicionamiento térmico de la

techumbre y delimite un local habitable o no habitable, deberá cumplir

con la misma exigencia que le corresponda al complejo de techumbre.

Distribución de aislación en muro considerado como techumbre




e)

Para toda ventana que forme parte del complejo de techumbre de una

vivienda emplazada entre la zona 3 y 7, ambas inclusive, cuyo plano tenga

una inclinación de 60º sexagesimales, o menos, medidos desde lahorizontal, se deberá especificar una solución de doble vidriado hermético,

cuya transmitancia térmica debe ser igual o menor a 3,6 W/m2K.

Correcta solución de ventana en complejo de techumbre emplazada entre

zona 3 y 7




Incorrecta solución de ventana en complejo de techumbre emplazada entre

zona 3 y 7


1.2)

Muros:

Se considera complejo de muro al conjunto de elementos constructivos

que lo conforman y cuyo plano de terminación interior tenga una inclinación

de más de 60º sexagesimales, medidos desde la horizontal.

Complejo de muro con plano de terminación interior mayor a 60°




a) La reglamentación térmica es aplicable a todos aquellos muros o tabiques

perimetrales (MP) (soportantes y no soportantes) que limiten los espacios

interiores de la vivienda con el exterior o con uno o más locales abiertos,por lo tanto, estas exigencias no son aplicables a muros medianeros (MM)

que separen unidades independientes de vivienda y tampoco a los muros

interiores (MI) ni a los tabiques interiores (TI).

b) Los recintos cerrados contiguos a una vivienda, tales como bodegas,

leñeras, estacionamientos e invernaderos serán considerados como

recintos abiertos para efectos de esta reglamentación; por lo tanto, las

exigencias de la reglamentación son aplicables solamente a los

paramentos que se encuentran contiguos a la envolvente de la vivienda.

c) Para minimizar la ocurrencia de puentes térmicos en tabiques

perimetrales, los materiales aislantes térmicos o soluciones constructivas

especificadas en el proyecto de arquitectura, sólo podrán estar

interrumpidos por elementos estructurales tales como pies derechos,

diagonales estructurales y/o por tuberías, ductos o cañerías de las

instalaciones domiciliarias.

Distribución de aislación al interior de un muro.




d) En aquellos muros de albañilería confinada, no será exigible el valor de U

de la Tabla B.1 del Anexo B en los elementos estructurales tales como

pilares, cadenas y vigas.

e) Cuando el complejo muro incorpore materiales aislantes, la solución

constructiva deberá considerar barreras de humedad y/o de vapor, según

el tipo de material incorporado en la solución constructiva y/o estructura

considerada.

Distribución de barreras de humedad y/o vapor.




f) La reglamentación térmica no establece exigencias para las puertas. En el

caso de puertas vidriadas exteriores, deberá considerarse como superficie

de ventana la parte correspondiente al vidrio de la misma y cumplir conlas exigencias para ventanas.

Distribución para puertas vidriadas.


1.3)

Pisos Ventilados:

Se considera complejo de piso ventilado al conjunto de elementos

constructivos que lo conforman, que no están en contacto directo con el

terreno. Los planos inclinados inferiores de escaleras o rampas que estén en

contacto con el exterior también se considerarán como pisos ventilados. De

esta manera se pueden distinguir pisos sobre pilotes y voladizos; pisos sobre

recintos ventilados o no habitables, tales como estacionamientos, leñeras u

otros.



Complejo de piso ventilado


Para minimizar la ocurrencia de puentes térmicos en pisos ventilados, los

materiales aislantes térmicos o soluciones constructivas especificadas en el

proyecto de arquitectura, sólo podrán estar interrumpidos por elementosestructurales del piso o de las instalaciones domiciliarias tales como vigas,

tuberías, ductos o cañerías.

Distribución de aislación en pisos ventilados




Alternativas para cumplir las exigencias térmicas definidas en el Manual de

aplicación de Reglamentación Térmica.

1. Consiste en la incorporación de un material aislante etiquetado con el

R100 correspondiente a la Tabla B.2 que se encuentra en el Anexo B. Para

ello se deberá especificar y colocar un material aislante térmico incorporado

o adosado al complejo de techumbre, al complejo de muro o al complejo de

piso ventilado cuyo R100 mínimo rotulado según la norma técnica NCh

2251.

2.

Esta alternativa se presenta especialmente para aquellas soluciones

cuya sofisticación, innovación, rentabilidad o repetitividad ameritan un

Certificado de Ensaye otorgado por un Laboratorio de Calidad de la

Construcción. Mediante este certificado se puede demostrar el cumplimiento

de la transmitancia o resistencia térmica total de la solución del complejo de

techumbre, muro y piso ventilado.

3.

Para el caso de soluciones constructivas sofisticadas o individuales, laposibilidad de calcular el comportamiento térmico puede ser una alternativa

interesante y rentable. Este cálculo deberá ser realizado por profesionales

competentes tales como arquitectos, ingenieros civiles, constructores civiles o

ingenieros constructores y se efectuará en conformidad a la norma oficial

NCh 853 of 91.

4.

Especificar una solución constructiva para el complejo de techumbre,

muro y piso ventilado que corresponda a alguna de las soluciones inscritas

en el Listado Oficial de Soluciones Constructivas para acondicionamiento

térmico, confeccionado por el Ministerio de Vivienda y Urbanismo. Este

listado tiene por objeto facilitar la especificación, construcción y control de

soluciones constructivas frecuentes. Está a cargo de la Unidad de

Tecnologías de la Construcción y se puede consultar en la página web

www.minvu.cl

1.4)

Ventanas:

Se considera complejo de ventana a los elementos constructivos que

constituyen los vanos vidriados de la envolvente de la vivienda.

http://www.minvu.cl/





A.

Porcentaje máximo de superficie de ventanas respecto a paramentos

verticales de la envolvente:

Las exigencias para ventanas están contenidas en la Tabla B.3 que se

encuentra en el Anexo B, y se basan en una relación entre la superficie total

de ventanas – considerando el tipo vidriado- y la superficie total de

paramentos verticales de la envolvente, según la zona donde se emplaza la

vivienda.

Para determinar el porcentaje máximo de superficie de ventanas de un

proyecto de arquitectura se debe realizar los procedimientos indicados en lospuntos a) y b) del Artículo 4.1.10 que se presentan a continuación.

a)

Superficie de paramentos verticales:

En este caso los paramentos verticales de la envolvente, corresponden a

todos los muros perimetrales de la vivienda, incluidos los muros medianeros

que separen una unidad de vivienda con un predio o con otra unidad de

vivienda.

El cálculo de superficie de paramentos verticales se debe considerar sólo

la superficie interior de estos muros.

Paramento vertical




b)

Superficie de ventanas:

La reglamentación térmica no establece exigencias para marcos de

ventanas, palillaje o formas, de manera que la superficie de ventanas

corresponde al vano completo del muro.

La superficie de ventanas de la vivienda corresponderá a la suma total de

todos los vamos vidriados, considerando los marcos.

Las ventanas salientes aumentan la superficie de ventanas, por lo tanto,

en el cálculo se debe considerar el desarrollo completo de la parte vidriada”.

Elementos para cálculo de ventanas salientes


Fuente: MINVU (2006).



Anexo E.

Extracto de NCh 853 of 91 de INN, (1991):

“Métodos de cálculo de la resistencia térmica total y de la

transmitancia térmica de elementos constructivos.

- Resistencias térmicas de superficie

En la Tabla 2 se dan los valores Rsi , Rse y ( Rsi + Rse ) que deben

considerarse para los cálculos señalados en esta norma, según el sentido del

flujo de calor, la posición y situación del elemento separador y la velocidad

del viento.

Tabla 2: Resistencias térmicas de superficies

Fuente: INN (1991)



- Elementos simples y homogéneos.

Para un elemento de caras planas y paralelas, de espesor e , conformado

por un solo material de conductividad térmica λ , la resistencia térmica total

queda dada por:

R t = 1 / U = Rsi + e / λ + Rse

en que:

e/ λ = resistencia térmica del material;

R si = resistencia térmica de superficie al interior;

R se = resistencia térmica de superficie al exterior.

- Elementos compuestos por varias capas homogéneas.

Para un elemento formado por una serie de capas o placas planas y

paralelas de materiales distintos en contacto entre sí, la resistencia térmica

total, queda dada por:

R t = 1 / U = Rsi + Σ (e / λ )+ Rse

en que:

Σ (e/ λ) = sumatoria de las resistencias térmicas de las capas que

conforman el elemento.

- Elementos con cámaras de aire.

Cuando el elemento está formado por capas o placas planas y paralelasseparadas entre sí, que dejan cámaras de aire, la resistencia térmica de éstas

se calcula como sigue:

- Resistencia térmica de las cámaras de aire.

La resistencia térmica aportada por la cámara dependerá de la ventilación

que en ella se tenga. Por su parte, el grado de ventilación de las cámaras

puede relacionarse como sigue:

- Para elementos verticales se considera el cociente entre la sección total de

orificios o rendijas de ventilación al exterior, (S ) la longitud de la cámara

de aire medida horizontalmente, ( l ).



- Para elementos horizontales se considera el cociente entre la sección total

de orificios o rendijas de ventilación al exterior, (S ) y la superficie de la

cámara de aire, A .

Dependiendo, entonces, del grado de ventilación de la cámara, se pueden

distinguir tres casos de elementos con cámara de aire:

Caso a - Elementos con cámara de aire no ventilada.

Se consideran las cámaras de aire como no ventiladas cuando se cumplen

las siguientes condiciones:

S / l menor que 20 cm2/m para elementos verticales.

S /A menor que 3 cm2/m2 para elementos horizontales.

En este caso, la resistencia térmica del elemento se calcula por la fórmula

siguiente:

Rt = 1 / U = Rsi + Ri + Rg + Re + Rse

En la Figura 1 se pueden obtener los valores que deben considerarse en el

cálculo de las resistencias térmicas que ofrecen las cámaras de aire no

ventiladas, cuando éstas presentan espesores iguales o mayores a los

óptimos de resistencia térmica y sus paredes tienen emisividades similares,

ε1 = ε2; o bien, una de sus paredes está conformada por materiales corrientes

de construcción, tales como: madera, hormigón, ladrillos, vidrio, papeles no

metálicos, etc., cuya emisividad es igual a 0,9 y la otra pared presenta

valores de emisividad diferente.



Figura 1: Abaco para el cálculo de resistencias térmicas

Fuente: INN (1991)

Caso b - Elementos con cámara de aire medianamente ventilada.

Se consideran las cámaras de aire como medianamente ventiladas cuando

se cumplen las siguientes condiciones:

20 ≤ S / l < 500 cm2/m para elementos verticales.

3 ≤ S / A < 30 cm2/m2 para elementos horizontales.

En este caso, la transmitancia térmica del elemento se calcula por lafórmula siguiente:

U = 1 / Rt = U1 + α(U2 – U1)



en que:

U1 = es la transmitancia térmica del elemento calculada bajo el supuesto

que la cámara no está ventilada (Caso a).

U2 = es la transmitancia térmica del elemento calculada bajo el supuesto

que la cámara se encuentra muy ventilada (Caso c).

α = es un coeficiente de ventilación de la cámara, que toma el valor de 0,4

para elementos horizontales y el valor de la Tabla 3 para elementos

verticales.

Tabla 3: Coeficientes de ventilación de cámaras verticales

Fuente: INN (1991)

Caso c - Elementos con cámara de aire muy ventilada.

Se consideran las cámaras de aire como muy ventiladas cuando se

cumplen las siguientes condiciones:

S / l mayor o igual que 500 cm2/m para elementos verticales.

S / A mayor o igual que 30 cm2/m2 para elementos horizontales.

En el cálculo de la resistencia térmica total del elemento se pueden

presentar dos situaciones:

1)

El aire dentro de la cámara se mantiene en reposo

En este caso se desprecia la resistencia de la cámara de aire, R g , y la del

forrado exterior del elemento, R e .



La resistencia térmica total se calcula, entonces, mediante la fórmula

siguiente:

Rt = 1 / U = 2 Rsi + Ri

Los valores que se deben considerar para la resistencia de superficie Rsi

son los dados en la Tabla 2, sea para elementos verticales u horizontales.

2)

El aire de la cámara está en movimiento

Si la capa o placa exterior del elemento consiste en una pantalla o

protección situada a cierta distancia de la capa o placa interior y no existetabiquerías que conformen una cámara, el espacio está totalmente abierto.

En este caso la resistencia térmica total del elemento queda dada por:

Rt = 1 / U = Rsi + Ri + Rse

Rsi y Rse se obtienen de la Tabla 2 para elementos de separación con el

ambiente exterior”.

Fuente: INN (1991)

Panel SIP y Metalcon

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