Analysis of the thermal performance of an assembly constructive system in an extremous dry warm climate
DOI:
https://doi.org/10.37636/recit.v44256274Keywords:
Thermal monitoring, Thermal environment, Thermal habitability, Thermal comfort, Assembly construction systemAbstract
The quality of the thermal environment is a determinant in the user’s thermal perception, so the effects of the construction systems used in the building are key in the thermal habitability of the space. Knowing the thermal performance with the monitoring technique allows a realistic evaluation under conditions of the microclimate where it is built. The objective of this study was to evaluate the thermal environment of the period of transition and cold of two houses built with an assembly constructive system (Thermorock), applied in walls and roof, to establish the variations of dry bulb temperature in its interior comparing them with a base case of a system of predominant use in an extreme's dry warm climate (Mexicali, Baja California). A monitoring strategy was developed with seven measuring points in one house; two points in the other and two more in a reference house, plus an outdoor sensor in each of the houses. The sensors were placed based on the standards of ISO 7726 and ASTM 168 - 97. The results indicate that the evaluated system allows thermal comfort conditions for users in a desert climate.
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References
I. Mandilaras, M. Stamatiadou, D. Katsourinis, G. Zannis, M. Founti, “Experimental thermal characterization of a Mediterranean residential building with PCM gypsum board walls'', Building and Environment, vol. 61, pp. 93-103, marzo, 2013. https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2012.12.007 DOI: https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2012.12.007
M. Morsy, M. Fahmy, H. Abd, A. Belal, “Effect of Thermal Insulation on Building Thermal Comfort and Energy Consumption in Egypt”, ICaTAS, vol. 42, pp. 280-292, septiembre, 2017. https://dx.doi.org/10.21608/jesaun.2014.115057 DOI: https://doi.org/10.21608/jesaun.2014.115057
X. Campos, “Confort térmico y habitabilidad de la vivienda en el AA. HH. Edén del Manantial, en las lomas costeras de El Paraíso”, Investiga Territorios, vol. 4, pp. 107-123, septiembre, 2016. http://revistas.pucp.edu.pe/index.php/investigaterritorios/article/view/21455
I. Nieto, J. Robles, G. Arista, “Habitabilidad en la Vivienda de Interés Social en San Luis Potosí. Confort y aislamiento Térmico, San Luis Potosí, México”, Congreso Nacional de Vivienda, CDMX, México, 2015. https://www.researchgate.net/publication/337720980_Habitabilidad_en_la_Vivienda_de_Interes_Social_en_San_Luis_Potosi_Confort_y_Aislamiento_Termico
O. García, A. Camargo, N. Santillán, S. Ojeda, E. Nieblas, M. Quintero, R. Soto, “El cambio climático global y escenarios climáticos en Mexicali, Baja California, México”, Baja California ante el embate del cambio climático, B. C.: UABC, 2013. https://www.researchgate.net/publication/236176762_El_cambio_climatico_global_y_escenarios_climaticos_en_Mexicali_Baja_California_Mexico
D. González, J. Véliz, “Resiliencia urbana y ambiente térmico en la vivienda”, Arquitectura y Urbanismo, vol. 37, pp. 63-73, mayo-agosto 2016. https://www.redalyc.org/articulo.oa?id=376846860005
J. Suástegui, C. Pérez, H. Campbell, H. Magaña, “Prospectiva del Programa de “Ahorro Sistemático Integral en Mexicali, Baja California, México'', Ingenier. Mecáni. Tecnolog. Desarroll, vol. 4, pp. 129-134, marzo, 2013. http://ref.scielo.org/qwf92z
N. Santillán, O. García, G. Peñuelas, J. López, S. Ojeda, N. Velázquez, S. Cruz, “Análisis comparativo de emisiones de CO2 y su impacto económico en dos complejos habitacionales de Mexicali, México”, X Congreso Internacional AEC, Alicante, España, 2016, pp. 613-622. http://hdl.handle.net/10045/58027 DOI: https://doi.org/10.14198/XCongresoAECAlicante2016-58
N. Santillán, O. García, Ambiente urbano 2050. Mexicali: Universidad Autónoma de Baja California, 2018. https://www.researchgate.net/publication/329254227
NOM-020-ENER-2011 “Guía de Cálculo”. México, 2017.
L. Yang, H. Yan, J. Lam, “Thermal comfort and building energy consumption implications - A review” Applied Energy, vol. 115, pp. 164-173, febrero 2013. https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2013.10.062 DOI: https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2013.10.062
I. Garrido, S. Lagüela, P. Arias, J. Balado, “Thermal-based analysis for the automatic detection and characterization of thermal bridges in buildings”, Energy and Buildings, vol. 158, pp. 1358-1367, enero, 2018. https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2017.11.031 DOI: https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2017.11.031
A. Campos, N. Santillán, O. García, A. Lambert, G. Bojórquez, “Energy and Environmental Comparison between a Concrete Wall with and without a Living Green Wall: A Case Study in Mexicali, Mexico”, Sustainability vol. 12, no. 13, pp. 52-65, junio, 2020. https://doi.org/10.3390/su12135265 DOI: https://doi.org/10.3390/su12135265
M. Brihuega, “Conjunto habitacional de interés social sustentable con certificación LEED desarrollo urbano V4, en la ciudad de Mexicali, B.C.”, Trabajo din de máster, Departamento del Hábitat y Desarrollo Urbano, ITESO, Guadalajara, Jalisco, 2019. https://rei.iteso.mx/handle/11117/6202?show=full.
R. Gallegos, N. Velázquez, A. Luna, “Simulación Dinámica y Estudio Comparativo de diferentes Configuraciones de Sistemas de Enfriamiento Evaporativo para Mexicali, México”. Información tecnológica, vol. 21, no. 2, pp. 45-58, septiembre, 2010. http://dx.doi.org/10.4067/S0718-07642010000200007 DOI: https://doi.org/10.4067/S0718-07642010000200007
A. García, J. Cadena, G. Bojórquez, A. Luna, J. Vázquez, “Confort Térmico y Consumo Energético por uso de Sistemas Constructivos para Muros, en Mexicali, Baja California, México”, CTSNES, CHH, 2011. https://www.researchgate.net/publication/315584401_Confort_Termico_y_Consumo_Energetico_por_uso_de_Sistemas_Constructivos_para_Muros_en_Mexicali_Baja_California
C. Espinosa, A. Cortés, “Confort higro-térmico en vivienda social y la percepción del habitante” INVI, vol.30, no. 85, pp. 227-242, noviembre, 2015. https://doi.org/10.4067/S0718-83582015000300008 DOI: https://doi.org/10.4067/S0718-83582015000300008
R. D’Alençon, C. Justiniano, F. Márquez, C. Valderrama, “Parámetros y estándares de habitabilidad: calidad en la vivienda, el entorno inmediato y el conjunto habitacional”, Camino al Bicentenario: Propuestas para Chile, Chile: Universidad Católica de Chile, 2008. https://www.researchgate.net/publication/237832171_Parametros_y_estandares_de_habitabilidad_calidad_en_la_vivienda_el_entorno_inmediato_y_el_conjunto_habitacional
A. Abdou, I. Budaiwi, “The variation of thermal conductivity of fibrous insulation materials under different levels of moisture content”. Construction and Building Materials, vol. 43, pp. 533-544, Junio, 2013. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2013.02.058 DOI: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2013.02.058
U. Berardi, “A cross-country comparison of the building energy consumptions and their trends”, Resources, Conservation and Recycling, vol 123, pp. 230-241, Agosto, 2017. https://doi.org/10.1016/j.resconrec.2016.03.014 DOI: https://doi.org/10.1016/j.resconrec.2016.03.014
Y. Wu, J. Wang, P. Monteiro, M. Zhang, “Development of ultra-lightweight cement composites with low thermal conductivity and high specific strength for energy efficient buildings”, Construction and Building Materials, vol. 87, pp. 100-112, Julio, 2015. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2015.04.004 DOI: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2015.04.004
J. Sadauskiene, J. Ramanauskas, Vasylius, A. “Impact of point thermal bridges on thermal properties of building envelopes”, Thermal Science PY, vol. 24, no. 3, Septiembre, 2020. https://doi.org/10.2298/TSCI180719299S DOI: https://doi.org/10.2298/TSCI180719299S
C. López, “El panel Thermorock: Una alternativa para la construcción sustentable. Sistemas sustentables de México S. de R.L de C.V.” Instituto Tecnológico de Tijuana, Tijuana, Baja California, México, 2012. http://thermorock.weebly.com/uploads/2/7/8/9/27893831/ponencia_foro_regional.pdf
D. Manzano, “Acondicionamiento térmico de los espacios interiores en la Unidad Educativa “General Córdoba” de la ciudad de Ambato en el periodo 2017”, Tesis de grado, Facultad de Diseño, Arquitectura y Artes, Universidad Ténica de Ambato, Ambato, Ecuador, 2017. http://repositorio.uta.edu.ec/jspui/handle/123456789/26411
Villamagua, D. “Estudio del hábitat urbano: vivienda y condiciones de habitabilidad del asentamiento de Hecho Gordillo De Belén, Loja-Ecuador”, Tesis de grado, Facultad para la Ciudad, el Paisaje y la Arquitectura, UIDE, Loja, Ecuador, 2019. https://repositorio.uide.edu.ec/handle/37000/3091
G. Marchante, A. González, “Evaluación del confort y disconfort térmico”, EAC, vol. 41, no. 3, pp. 21-40, Septiembre, 2020. http://scielo.sld.cu/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1815-59282020000300021#t2
M. González, L. Molina, “Envolvente arquitectónica: un espacio para la sostenibilidad”, Arkitekturax Visión FUA, vol. 1, no. 1, pp. 49-61, 2018. https://doi.org/10.29097/26191709.201 DOI: https://doi.org/10.29097/26191709.201
Molina M. “Estudio del comportamiento térmico de la arquitectura habitacional y patrimonial de Santa Cruz de la Sierra Bolivia”, Trabajo final de máster, Escuela Técnica Superior Ingeniería de Edificación, UPV, Valencia, España, 2019. http://hdl.handle.net/10251/128663
M. Andrade, “Sistema constructivo modular con materiales alternativos que favorezca a la flexibilidad en la construcción de vivienda”, Trabajo fin de máster, Facultad de Arquitectura y Diseño, UAEM, Toluca de Lerdo, Edomex, 2015. http://hdl.handle.net/20.500.11799/79937
L. Fonseca, “Diseño de vivienda de interés social modular para zona de emergencia de alta vulnerabilidad”, Trabajo de grado, Facultad Ingeniería, UPC-UniPiloto, Bogotá, D.C, 2016. http://polux.unipiloto.edu.co:8080/00003259.pdf
P. Ramos, “Estudio de sistemas constructivos para vivienda en Puebla, México”, Trabajo de fin de grado, Escuela Técnica Superior de Arquitectura de Madrid, UPM, Madrid, España, 2019. http://oa.upm.es/55883/
M. Girón, “Uso y aplicación del método constructivo electropanel”, Tesis de grado, Facultad de Arquitectura, USAC, Guatemala, Guatemala, 2014. http://biblioteca.usac.edu.gt/tesis/02/02_3738.pdf
Y. Perea, “Sistemas constructivos y estructurales aplicados al desarrollo habitacional”, Tesis de fin de máster, Facultad de Ingeniería Civil, UdeMedellín, Medellín, Antioquia, 2012. http://hdl.handle.net/11407/359
S. L. Vidal and J. Barona. Análisis y evaluación del desempeño térmico del sistema de construcción liviana en seco en edificaciones de vivienda 1er. ed. Santiago de Cali: SENA Centro de la construcción, 2019. https://hdl.handle.net/11404/6247
K. R. Méndez. “Paneles estructurales de poliestireno expandido: análisis energético en el clima tropical- húmedo de santo domingo y aplicado a la vivienda social (caso sistema EMMEDUE)”. Proyecto Final de Máster Oficial. Escuela Técnica Superior de Arquitectura de Barcelona, UPC, Cataluña, BCN, 2014. http://hdl.handle.net/2099.1/23017
F. D. Orozco. “Módulo De Elasticidad Estático de un Panel de Poliestireno Expandido Revestido de Mortero y Hormigón, Reforzado con Alambre Galvanizado”. Trabajo de Graduación, Previo a la Obtención del Título de Ingeniero Civil. Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática, UCE, Quito, Ec, 2015. http://Www.Dspace.Uce.Edu.Ec/Handle/25000/4505
M. Benavides. “Selección y calificación de sistemas constructivos para tipología de vivienda social flexible”. Trabajo de grado – Pregrado. Departamento de Ingeniería Civil, UNIANDES, Bogotá, D.C., 2013. http://hdl.handle.net/1992/20134
I. Mandilaras, I. Atsonios, G. Zannis, and M. Founti. “Thermal performance of a building envelope incorporating WTICS with vacuum insulation panels and EPS”. Energy and Buildings, Vol. 85, pp. 654-665, diciembre 2014. https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2014.06.053 DOI: https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2014.06.053
S. Ramakrishnan, X. Wang, J. Sanjayan, and J. Wilson. “Thermal performance assessment of phase change material integrated cementitious composites in buildings: Experimental and numerical approach”. Applied Energy, Vol. 207, pp. 654-664, diciembre 2017. https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2017.05.144 DOI: https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2017.05.144
L. E. Fonseca. “Análisis del comportamiento térmico de las envolventes de las viviendas VIS en la ciudad de Tunja desde el enfoque de las tecnologías limpias”. Proyecto Final de Máster Oficial. Facultad de Diseño, Ucatolica, Bogotá, D.C., 2019. https://hdl.handle.net/10983/23353
J. R. Molina. “Evaluación bioclimática de una vivienda rural alto andina de la comunidad de San Francisco de Raymina de Ayacucho”. Proyecto Final de Máster Oficial, Facultad de Ciencias, UNI, Lima, PE., 2016. http://cybertesis.uni.edu.pe/bitstream/uni/5327/1/molina_cj.pdf
B. L. Sánchez. “Propuesta para lograr confort térmico en las aulas de la escuela primaria Domingo Becerra Rubio en Tepic, Nayarit”. Proyecto Final de Máster Oficial. Departamento del Hábitat y Desarrollo Urbano, ITESO, San Pedro Tlaquepaque, Jal., 2016. http://hdl.handle.net/11117/3680
V. N. Cárdenas and P. E. Ochoa. “Comportamiento térmico en envolventes multicapa basados en ladrillo para el medio físico-ambiental de Cuenca”. Proyecto Final de Licenciatura. Facultad de Diseño, Arquitectura y Arte, UDA, Cuenca, Ec., 2019. http://dspace.uazuay.edu.ec/handle/datos/9267
O. Abdellatif, B. Aour, and H. Messaoud. “The Thermal Transfers of a Habitable Envelope in an Extremely Dry Area and These Effects on Thermal Comfort”. Algerian Journal of Renewable Energy and Sustainable Development, Vol. 1, pp. 79-91, junio 2019. https://doi.org/10.46657/ajresd.2019.1.1.8 DOI: https://doi.org/10.46657/ajresd.2019.1.1.8
W. Makondo, A. Merabtine, S. Pincemin, A. Gademer, J. Podlecki, and R. Garcia. “Capteur multifonctions pour l’évaluation du confort thermique dans les bâtiments”, presented at the Congrès Français de Thermique, La Rochelle, FR, 2015. https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-01804034
J. Fergus and S. Roaf. “Rethinking thermal comfort”. Building Research & Information, Vol. 45, pp. 711-716, marzo 2017. https://doi.org/10.1080/09613218.2017.1301698 DOI: https://doi.org/10.1080/09613218.2017.1301698
D. Solórzano, R. García, and N. Santillán, “La evaluación del confort térmico al exterior en Mexicali” en Avances en Investigación Ambiental - Medio Ambiente y Sustentabilidad. Programa de Maestría y Doctorado en Ciencias e Ingeniería, UABC, diciembre 2014. https://www.researchgate.net/publication/301341157_Reciclaje_de_materiales_de_construccion_aplicacion_en_mezclas_de_concreto_hidraulico
“Ergonomics of the thermal environment - Analytical determination and interpretation of thermal comfort using calculation of the PMV and PPD indices and local thermal comfort criteria” ISO 7730:2005.
G. Bojórquez, R. Romero, C. García and J. Rincón. “Índice De Habitabilidad Térmica Para La Vivienda En Zonas Áridas”. en Habitabilidad y arquitectura de las culturas del desierto. Primera edición, pp.172, 2018. https://elibros.uacj.mx/omp/index.php/publicaciones/catalog/download/127/110/784-1?inline=1
G. J. Arista, J. Robles, L. Narvaez and L. Peña. “Habitabilidad, accesibilidad y sustentabilidad de la vivienda social en México”. Hábitat más Diseño, Vol. 9, no. 17, pp. 9-15, febrero 2017. https://www.researchgate.net/publication/337632023_Habitabilidad_accesibilidad_y_sustentabilidad_de_la_vivienda_social_en_Mexico
W. Giraldo, J. Czajkowski, and A. Gómez. “Confort térmico en vivienda social multifamiliar de clima cálido en Colombia”. Revista de Arquitectura, Vol. 23, no. 1, pp. 115-124, junio 2021. https://dialnet.unirioja.es/servlet/articulo?codigo=7938472 DOI: https://doi.org/10.14718/RevArq.2021.2938
D. Berkouk. “Évaluation du confort thermique et lumineux dans le logement collectif: Étude comparative entre le social et le promotionnel, dans la ville de Biskra”. Proyecto Final de Doctorado Oficial. Faculté des Sciences et de la Technologie, Université Mohamed Khider - Biskra, Algeria, julio 2017. http://thesis.univ-biskra.dz/id/eprint/2972
X. Campos, “Confort térmico y habitabilidad de la vivienda en el AA. HH. Edén del Manantial, en las lomas costeras, El Paraíso”. Investiga Territorios, no. 4, pp. 107-123. Perú, 2019. http://revistas.pucp.edu.pe/index.php/investigaterritorios/article/view/21455
B. Zouhir. “Effets des caractéristiques dynamiques de l’enveloppe sur le confort thermique. Cas d'un bâtiment tertiaire dans un climat semi-aride”. Proyecto Final de Máster Oficial. Faculté Des Sciences de la Terre et D'architecture, Université Larbi Ben M’hidi -Oum El-Bouaghi, Argelia, 2020. http://bib.univ-oeb.dz:8080/jspui/handle/123456789/10234
“Thermal bridges in building construction - Heat flows and surface temperatures - Detailed calculations'' ISO 10211:2017.
I. Asadi, P. Shafigh, Z. Abu-Hassan, and N. Mahyuddin. “Thermal conductivity of concrete - A review”. Journal of Building Engineering, Vol. 20, pp. 81-93, noviembre 2018. https://doi.org/10.1016/j.jobe.2018.07.002 DOI: https://doi.org/10.1016/j.jobe.2018.07.002
S. Ahmet. “Thermal energy storage characteristics of bentonite-based composite PCMs with enhanced thermal conductivity as novel thermal storage building materials”. Energy Conversion and Management, Vol. 117, pp. 132-141, junio 2016. http://dx.doi.org/10.1016/j.enconman.2016.02.078 DOI: https://doi.org/10.1016/j.enconman.2016.02.078
I. Apolonio, L. Cleonice, and A. Santana. “Thermal resistance and conductivity of recycled construction and demolition waste (RCDW) concrete blocks”. REM - International Engineering Journal, Vol. 70, no.2, pp. 167-173, junio 2017. https://doi.org/10.1590/0370-44672015700048 DOI: https://doi.org/10.1590/0370-44672015700048
F. C. Curiel, I. A. Camacho, “Propuesta de materiales termoaislantes para desarrollo de casa-habitación adecuada a cambios climáticos con eficiencia energética”. Revista de Arquitectura y Diseño, Vol. 3, no.9, pp. 1-5, septiembre 2019. https://doi.org/10.35429/JAD.2019.9.3.1.5 DOI: https://doi.org/10.35429/JAD.2019.9.3.1.5
S. Iregui, “Evaluación térmica por medio de simulación computacional de las viviendas de interés social modelo, construidas con paneles de fibrocemento mediante el Sistema Celular, por ETERNIT® en 3 climas de Colombia y valoración económica, para su implementación como solución al déficit de vivienda de interés social rural, en el país”. Proyecto Final de Máster Oficial. Departamento de Ingeniería Civil, UNIANDES, Bogotá, D.C., 2020. http://hdl.handle.net/1992/48614
Instituto de Salud Pública de Chile, “Protocolo para la Medición de Estrés Térmico”, Vol. 1 Chile, 2013. https://multimedia.3m.com/mws/media/1571805O/protocolo-medicion-estres-termico.pdf
J. Ley, M. Denigri, O. García, and F. Venegas, Ochoa, M. “Atlas de Riesgos del Municipio de Mexicali. Mexicali, Baja California, México”, Programa Hábitat, Instituto de Investigaciones Sociales, UABC, agosto 2011. http://dceg.bajacalifornia.gob.mx/Sasip/documentos/archivos/sid10636282967094206693.pdf
F. Elmjid. “World Population Prospects 2019: Highlights | Multimedia Library - United Nations Department of Economic and Social Affairs. Multimedia Library - United Nations Department of Economic and Social Affairs | Multimedia Library”, 2019. https://www.un.org/development/desa/publications/world-population-prospects-2019-highlights.html
American Society for Testing and Materials. “Standard Practice for In Situ Measurement of Heat Flux and Temperature on Building Envelope Components”. ASTM C 1046-95.
“Ergonomics of the thermal environment – instruments for measuring physical quantities”. ISO 7726: 2012.
V. Jiménez, “Techo verde en vivienda económica en Mérida, Yucatán como estrategia para condiciones de confort térmico”. Proyecto Final de Máster Oficial. Facultad de Arquitectura, UADY, Mérida, YUC, 2013.
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