\u00a0<\/strong><\/p>\n Introducci\u00f3n<\/strong><\/p>\n A nivel mundial, la construcci\u00f3n y operaci\u00f3n de edificios representa el 36 % del consumo energ\u00e9tico final siendo responsable por el 39 % de las emisiones GEI de gases de efecto invernadero. Argentina, al ratificar el Protocolo de Kioto en 1997 y el Acuerdo de Par\u00eds en 2015, est\u00e1 comprometida a reducir el 19 % de sus emisiones para el a\u00f1o 2030, en comparaci\u00f3n con el m\u00e1ximo hist\u00f3rico alcanzado en 2007 (MAyDS, 2020). El cumplimiento de estos objetivos, en el marco del actual d\u00e9ficit energ\u00e9tico, debe ocurrir de forma sostenible en el tiempo (Buccieri, 2018).<\/p>\n Con el fin de reducir las emisiones de GEI, la Secretaria de Energ\u00eda promueve el Programa de Uso Racional y Eficiente de la Energ\u00eda en Edificios P\u00fablicos (PROUREE, 2007) destinado al diagn\u00f3stico e implementaci\u00f3n de medidas que optimicen la eficiencia energ\u00e9tica. Este mecanismo de toma de decisiones se basa principalmente en el estudio de las instalaciones y en la transmitancia t\u00e9rmica de las envolventes. Desde una perspectiva hist\u00f3rica, la necesidad de incorporar criterios racionales a la producci\u00f3n edilicia, motiv\u00f3 diversos trabajos de investigaci\u00f3n sobre h\u00e1bitat y confort.<\/p>\n En ese contexto, este trabajo propone un abordaje desde el campo de la sustentabilidad ante el desaf\u00edo de lograr eficiencia energ\u00e9tica en edificios para la salud. La metodolog\u00eda adoptada, de car\u00e1cter inductivo, estudia el caso de la reciente ampliaci\u00f3n del Hospital Alem\u00e1n en la Ciudad Aut\u00f3noma de Buenos Aires, proyecto del Estudio Alvarado-Font-Sartorio, Buenos Aires, quienes proveyeron la informaci\u00f3n de la obra y la documentaci\u00f3n utilizada en las simulaciones.<\/p>\n <\/p>\n Metodolog\u00eda<\/strong><\/p>\n Con el objetivo de comprender la relaci\u00f3n entre clima y arquitectura y sus efectos en el confort se elaboraron diagramas bioambientales que permiten seleccionar estrategias de dise\u00f1o para proyectos de arquitectura. Autores como Victor Olgyay (1963), Baruch Givoni (1969), Sealey (1979) y Evans (2003) desarrollaron herramientas innovadoras para la evaluaci\u00f3n de diferentes estrategias de dise\u00f1o aplicadas a la arquitectura.<\/p>\n Para visualizar el posible efecto de las estrategias se recurre al m\u00e9todo de los Tri\u00e1ngulos de Confort (Evans y de Schiller, 1988; Evans 2003; Evans, 2007). El programa utiliza los datos clim\u00e1ticos publicados por el Servicio Meteorol\u00f3gico Nacional, y ofrece la selecci\u00f3n de opciones tanto para el tipo de actividad como para los recursos de dise\u00f1o bioambiental.<\/p>\n Con el fin de obtener un primer diagn\u00f3stico se plantearon las siguientes suposiciones: ventilaci\u00f3n cruzada (brisa), inercia t\u00e9rmica (normal), ganancia interna d\u00eda (intermedia), ganancia interna noche (limitada), ganancias solares (altas), ventilaci\u00f3n diurna (limitada), ventilaci\u00f3n nocturna (alta), aislaci\u00f3n t\u00e9rmica (muy buena), protecci\u00f3n solar (total) y humidificaci\u00f3n (leve humidificaci\u00f3n). En el diagrama de la Figura 2, los meses del a\u00f1o se graficaron en azul y los c\u00edrculos en blanco representan el efecto de las estrategias seleccionadas, combinadas entre s\u00ed.<\/p>\n <\/p>\n Simulaci\u00f3n del desempe\u00f1o t\u00e9rmico<\/strong><\/p>\n Las simulaciones t\u00e9rmicas de un edificio permiten: (1) dimensionar las instalaciones de calefacci\u00f3n, refrigeraci\u00f3n y ventilaci\u00f3n mec\u00e1nica, (2) analizar el consumo energ\u00e9tico y (3) calcular el costo de la energ\u00eda utilizada. Actualmente, los dise\u00f1adores necesitan contar con herramientas para responder preguntas muy espec\u00edficas durante el desarrollo del proyecto, incluso desde la etapa inicial de dise\u00f1o.<\/p>\n A trav\u00e9s del uso de simulaciones del desempe\u00f1o energ\u00e9tico, los dise\u00f1adores pueden considerar opciones espec\u00edficas y elaborar alternativas, pudiendo as\u00ed predecir el comportamiento t\u00e9rmico y lum\u00ednico de los edificios de forma anticipada a su construcci\u00f3n y simular los costos energ\u00e9ticos de edificios existentes en sus condiciones actuales, seleccionado la mejor estrategia para su reacondicionamiento.<\/p>\n Adem\u00e1s del consumo energ\u00e9tico, las herramientas de simulaci\u00f3n pueden utilizarse para calcular las siguientes variables: (1) temperaturas interiores, (2) cargas de calefacci\u00f3n y refrigeraci\u00f3n, (3) cargas espec\u00edficas de equipos HVAC, (4) necesidades de iluminaci\u00f3n natural de los ocupantes, (5) confort interior de los usuarios y (6) niveles de ventilaci\u00f3n.<\/p>\n En esta modalidad operativa, cabe mencionar algunas de las herramientas de simulaci\u00f3n m\u00e1s utilizadas, entre ellas: Energy Plus, ESP-r, IDA ICE, IES-VE y TRNSYS. Tambi\u00e9n existen desarrollos locales de software como el caso del Programa SIMEDIF, desarrollado por el Instituto de Investigaciones en Energ\u00eda No Convencional, INENCO, de la Universidad Nacional de Salta y el CONICET.<\/p>\n Los autores Mackey y Sadeghipour Roudsari (2018) proponen la utilizaci\u00f3n de VPL (Visual Programming Languages<\/em>) tomando los casos exitosos de Grasshopper (Mac Neel and Associates<\/em> 2017) y Dynamo (Autodesk 2017). Los autores proponen la simplificaci\u00f3n de las funciones de diferentes programas en m\u00f3dulos o componentes con el formato entrada\/salida. De esta manera, se integran varios programas como Energy Plus, OpenStudio, Radiance, OpenFoam y Therm, entre otros.<\/p>\n Otro aspecto relevante de las simulaciones en el campo de la edificaci\u00f3n sustentable es su clasificaci\u00f3n seg\u00fan \u00e1rea de influencia. De esta forma se pueden relevar situaciones que tengan m\u00faltiples implicancias como, por ejemplo, el control solar, con su correspondiente costo monetario e impacto ambiental, que formar\u00e1 luego parte relevante de la experiencia del uso, mantenimiento y operaci\u00f3n del edificio.<\/p>\n <\/p>\n <\/p>\n La resistencia t\u00e9rmica de la envolvente de un edificio y su masa t\u00e9rmica son dos de los recursos pasivos m\u00e1s importantes para su control t\u00e9rmico. La masa t\u00e9rmica puede definirse a su vez como masa t\u00e9rmica exterior o interior, dependiendo de su ubicaci\u00f3n con respecto al componente aislante de la envolvente. La masa t\u00e9rmica exterior funciona tanto como un medio de almacenaje como de transferencia de calor, mientras que la masa t\u00e9rmica interior solo funciona como medio de almacenaje. La masa t\u00e9rmica tiene la propiedad de absorber energ\u00eda (convectiva y radiante) y retenerla durante las horas c\u00e1lidas y liberarla en las horas fr\u00edas (Wang et al., 2014).<\/p>\n Los muros, por ser un elemento predominante en la envolvente de un edificio, se utilizan como elemento efectivo para proveer confort t\u00e9rmico y ac\u00fastico. La resistencia t\u00e9rmica de un determinado muro se presenta como un factor crucial dado que influencia fuertemente el consumo energ\u00e9tico del edificio, especialmente en edificios altos por su gran proporci\u00f3n de superficie envolvente. Los muros con alta resistencia t\u00e9rmica presentan un riesgo mayor de sufrir condensaci\u00f3n superficial cuando la humedad relativa interior supera el 80 %. Este problema es m\u00e1s severo durante los meses de invierno y en climas fr\u00edos con altos porcentajes de humedad.<\/p>\n En Argentina, la Norma IRAM 11601 establece el m\u00e9todo de c\u00e1lculo de la resistencia t\u00e9rmica de la envolvente y la Norma IRAM 11625 define el m\u00e9todo de c\u00e1lculo para la verificaci\u00f3n del riesgo de condensaci\u00f3n superficial e intersticial. En el segundo caso, se utiliza la referencia de la temperatura m\u00ednima de dise\u00f1o de la localidad de implantaci\u00f3n.<\/p>\n <\/p>\n Para esta investigaci\u00f3n, se desarroll\u00f3 una plataforma de c\u00e1lculo en lenguaje Javascript que contiene la librer\u00eda abierta Psychrolib (Meyer y Thevenard, 2019), de modo que se puedan realizar comprobaciones con gr\u00e1ficas del gradiente de temperatura de bulbo seco y temperatura de roc\u00edo a trav\u00e9s del elemento constructivo.<\/p>\n <\/p>\n <\/p>\n Para la estimaci\u00f3n de cargas t\u00e9rmicas de las diferentes zonas o sectores de un edificio resulta de suma importancia la definici\u00f3n de su ocupaci\u00f3n y forma de uso, el nivel de actividad, el equipamiento, las exigencias de iluminaci\u00f3n artificial, y los requerimientos mencionados de ventilaci\u00f3n mec\u00e1nica junto con los puntos fijos de calefacci\u00f3n y refrigeraci\u00f3n. De forma complementaria a lo establecido en la Norma IRAM 80400 (2020), se utiliza la referencia del Manual de Dise\u00f1o ASHRAE (2013).<\/p>\n <\/p>\n <\/p>\n Con el objetivo de evaluar alternativas en el dise\u00f1o de la envolvente, se simularon parasoles horizontales y su posible materializaci\u00f3n mediante paneles fotovoltaicos. Con respecto a los parasoles, se definieron a nivel del dintel de las ventanas, con 1 m de ancho, siendo esta distancia la que mejor desempe\u00f1o mostr\u00f3 en cuanto a la reducci\u00f3n del uso de energ\u00eda secundaria requerida para climatizaci\u00f3n.<\/p>\n <\/p>\n <\/p>\n Por otra parte, se consideraron los m\u00f3dulos fotovoltaicos de silicio cristalino, con un \u00e1rea activa de 90 % y una eficiencia de 15 %, y se estudiaron diferentes \u00e1ngulos de inclinaci\u00f3n, resultando 25\u00ba el valor \u00f3ptimo de energ\u00eda producida de forma anual y se consideraron alineados a la fachada, lo cual representa 9\u00ba del Acimut. Se realizaron adem\u00e1s simulaciones complementarias a fin de relevar la incidencia de obstrucciones y, de esta manera, se constat\u00f3 una proporci\u00f3n de 50,31 % de energ\u00eda el\u00e9ctrica (AC) en relaci\u00f3n a la posible producci\u00f3n sin obst\u00e1culos (fachada y paneles en pisos superiores).<\/p>\n <\/p>\n <\/p>\n Simulaciones de iluminaci\u00f3n natural<\/strong><\/p>\n En la planificaci\u00f3n de Gran Breta\u00f1a de posguerra, se promovi\u00f3 la reconstrucci\u00f3n de las ciudades bajo principios cient\u00edficos. Esto es particularmente evidente en los estudios de posguerra sobre edificios promocionados por el Ministerio de Trabajo para la reconstrucci\u00f3n de edificios. En el a\u00f1o 1944, la publicaci\u00f3n de The Lighting of Buildings<\/em> por parte de ese Ministerio, se recomend\u00f3 que los niveles de iluminaci\u00f3n de los edificios fueran evaluados de acuerdo a la m\u00e9trica llamada Factor de Luz D\u00eda (FLD). Esta m\u00e9trica, ideada en 1985, mide la iluminancia en una habitaci\u00f3n (usualmente en un plano horizontal) en relaci\u00f3n a la cantidad total de luz disponible bajo un cielo nublado sin obstrucciones, expresado en porcentaje. El FLD, factor de luz d\u00eda, fue incorporado as\u00ed a las reglamentaciones brit\u00e1nicas en 1949 y contin\u00faa siendo la m\u00e9trica m\u00e1s utilizada en el dise\u00f1o de iluminaci\u00f3n natural (Lewis, 2017).<\/p>\n Aunque el FLD contin\u00fae siendo la m\u00e9trica de mayor referencia en los estudios de iluminaci\u00f3n, desde 2013, se requieren nuevos estudios surgidos de la corriente de Modelado de Luz Diurna Basado en el Clima (CBDM Climate Based Daylight Modelling<\/em>) en programas internacionales (Brembilla y Mardaljevic, 2019). Por los motivos expuestos y de acuerdo con el USGBC (2023), Consejo de Edificaci\u00f3n Sustentable de Estados Unidos, en esta investigaci\u00f3n se realizan los siguientes estudios:<\/p>\n <\/p>\n <\/p>\n <\/p>\n <\/p>\n <\/p>\n Para los datos de radiaci\u00f3n se seleccion\u00f3 un d\u00eda representativo de cielo claro, dentro de un margen de 15 d\u00edas con respecto al 20\/3. Si bien se excluyeron las cortinas y persianas, se incluyeron las particiones internas.<\/p>\n <\/p>\n \u00a0<\/strong><\/p>\n Simulaciones de movimiento de aire<\/strong><\/p>\n Las diferencias t\u00e9rmicas generadas por efectos de calentamiento no uniformes en el suelo modifican la presi\u00f3n entre puntos que se encuentren sobre la superficie terrestre.<\/p>\n A su vez, la compensaci\u00f3n de estas diferencias de presi\u00f3n causa el flujo de enormes cantidades de aire desde las regiones de alta presi\u00f3n hacia las de baja presi\u00f3n, y la direcci\u00f3n del flujo de aire depende del gradiente de presi\u00f3n, la fuerza de Coriolis y la fricci\u00f3n superficial.<\/p>\n Cuando el viento impacta contra un edificio, se perturba el movimiento de aire y lo desv\u00eda por encima y alrededor del mismo. La presi\u00f3n de aire, en la fachada impactada por el viento, es mayor que la presi\u00f3n atmosf\u00e9rica (zona de presi\u00f3n positiva) y en la fachada opuesta la presi\u00f3n es negativa (zona de succi\u00f3n). De este modo, se crean diferencias de presi\u00f3n sobre el edificio que provocan mayor circulaci\u00f3n de aire a trav\u00e9s de las aberturas del edificio.<\/p>\n Generalmente, se produce un flujo entrante en la fachada que se encuentra a favor del viento y un flujo saliente en la fachada opuesta. La diferencia de presi\u00f3n entre dos puntos de la envolvente de un edificio determina las potenciales fuerzas impulsoras para la ventilaci\u00f3n cuando las aberturas est\u00e1n ubicadas en esos puntos. Este tipo de movimiento ocurre cuando las diferencias de temperaturas modifican la densidad del aire provocando una disparidad entre la presi\u00f3n interior y la exterior.<\/p>\n <\/p>\n <\/p>\n Si la temperatura interior del edificio es mayor que la externa, se establece un nivel neutral de presi\u00f3n (NNP) aproximadamente a la mitad de la altura, por encima ser\u00e1 positiva y por debajo negativa. En estos casos, el aire fluye hacia adentro a trav\u00e9s de las aberturas por debajo del NNP y hacia afuera por encima del mismo.<\/p>\n La determinaci\u00f3n del coeficiente de descarga puede representar una fuente de incertidumbre en los modelos de ventilaci\u00f3n para predecir el refrescamiento pasivo, ya sean simples o complejos. Para estimar estos coeficientes, EnergyPlus cuenta con un m\u00f3dulo llamado Air Flow Network<\/em> que provee la habilidad de simular corrientes de aire entre zonas t\u00e9rmicas. Esta funci\u00f3n consiste en un conjunto de nodos conectado por elementos de flujo de aire (airflow elements<\/em>), para los que se define una relaci\u00f3n entre flujo de aire y presi\u00f3n.<\/p>\n Elaborado por el LBNL, el m\u00f3dulo AirflowNetwork<\/em> reemplaza a los anteriores m\u00f3dulos COMIS y ADS, y est\u00e1 dise\u00f1ado para ampliarse hacia el funcionamiento de los sistemas h\u00edbridos para las instalaciones de HVAC. De esta manera, es posible estimar el comportamiento t\u00e9rmico de un edificio en escenarios alternativos con ventanas abiertas o cerradas. Con fines gr\u00e1ficos, en la Figura 12 se presenta un ejemplo demostrativo del funcionamiento del c\u00e1lculo suponiendo dos escenarios alternativos (sin el uso de HVAC) con las ventanas cerradas y abiertas.<\/p>\n <\/p>\n <\/p>\n <\/p>\n Resultados obtenidos<\/strong><\/p>\n \u00a0<\/strong>Las medidas de eficiencia energ\u00e9tica evaluadas refieren a la incorporaci\u00f3n de parasoles horizontales en una primera instancia, y en la posibilidad de generaci\u00f3n el\u00e9ctrica mediante paneles fotovoltaicos en la fachada.<\/p>\n Las reducciones en la carga de refrigeraci\u00f3n producidas por la protecci\u00f3n solar fueron contrastadas con los aumentos en la carga de calefacci\u00f3n debido a menores ganancias solares en el periodo invernal.<\/p>\n Para valorar los efectos de la producci\u00f3n de energ\u00eda in-situ se utiliz\u00f3 el procedimiento de la Norma IRAM 11900, obteniendo un valor de intensidad energ\u00e9tica que se descuenta de la demanda.<\/p>\n Este m\u00e9todo no contempla la conveniente sincronizaci\u00f3n entre demanda y generaci\u00f3n, de modo que tampoco incluye la posibilidad de vender el excedente producido a la red.<\/p>\n <\/p>\n Tabla 1.<\/strong> Energ\u00eda secundaria de climatizaci\u00f3n (en kWh\/m2).<\/p>\n Fuente: LadybugTools (2023), Estudio AFS y SMN en Onebuilding (2023).<\/p>\n <\/p>\n Los resultados obtenidos mediante los estudios de iluminaci\u00f3n (Factor Luz D\u00eda, Iluminancia Diurna \u00datil y Autonom\u00eda Espacial de Luz Diurna) cumplen los requisitos solicitados en los principales sistemas internacionales de certificaci\u00f3n como LEED, EDGE y WELL.<\/p>\n Sin embargo, el desarrollo y aplicaci\u00f3n de an\u00e1lisis complementarios podr\u00edan incluir, por ejemplo, el estudio de posibles deslumbramientos en los sectores cercanos a la fachada hacia la calle o a mayor distancia en entornos urbanos. Para esos casos se deber\u00e1 evaluar el efecto mitigador de las cortinas interiores.<\/p>\n <\/p>\n Conclusiones<\/strong><\/p>\n Sintetizando los resultados, se enumeran las contribuciones encontradas con la aplicaci\u00f3n de simulaciones inform\u00e1ticas como m\u00e9todo de an\u00e1lisis de edificios para la salud, considerando las ventajas de esta pr\u00e1ctica junto con sus limitaciones, en base al desarrollo de esta investigaci\u00f3n.<\/p>\n <\/p>\n Los siguientes aspectos se encuentran incluidos dentro de los beneficios resultantes de la pr\u00e1ctica de simulaciones inform\u00e1ticas aplicadas a la arquitectura para la salud, destacando su relevante contribuci\u00f3n, especialmente cuando se las considera desde las primeras etapas de dise\u00f1o y en diferentes etapas de desarrollo del proyecto.<\/p>\n Balance t\u00e9rmico<\/strong>: Los c\u00e1lculos realizados incluyen variables clim\u00e1ticas, geom\u00e9tricas, de materialidad, de uso y equipamiento que facilitan la comprensi\u00f3n de su interrelaci\u00f3n.<\/p>\n Distribuci\u00f3n de iluminancia<\/strong>: Los estudios referidos a la iluminaci\u00f3n natural aportan diferentes mediciones para evaluar la calidad y distribuci\u00f3n de luz natural.<\/p>\n Aceleraci\u00f3n de viento<\/strong>: Las simulaciones de CFD revelan el comportamiento del viento alrededor de los edificios detectando aceleraciones asociadas al disconfort, tanto en espacios exteriores e intermedios como su influencia e impacto en el confort de los espacios interiores.<\/p>\n Presi\u00f3n de viento en fachada<\/strong>: Los coeficientes de presi\u00f3n de viento en fachadas permiten establecer posibles corrientes de aire al interior de los edificios desde los sectores de presi\u00f3n positiva hacia los de presi\u00f3n negativa.<\/p>\n Distribuci\u00f3n interior de aire<\/strong>: La simulaci\u00f3n del movimiento de aire producido por la ventilaci\u00f3n natural genera mapas de calor relacionados a la tasa de renovaciones de aire, aspecto relevante del movimiento de aire para lograr confort y bienestar de los pacientes.<\/p>\n C\u00e1lculo de niveles de confort<\/strong>: Estos estudios permiten relevar posibles condiciones de stress t\u00e9rmico y poner en evidencia la verificaci\u00f3n del cumplimiento de diferentes normas y est\u00e1ndares.<\/p>\n Finalmente, cabe indicar que aun trat\u00e1ndose de programas inform\u00e1ticos de c\u00f3digo abierto y que se encuentren validados por institutos especializados internacionales y nacionales, existe un margen de error asociado al procedimiento de carga de datos y las necesarias abstracciones sobre los componentes necesarios para cada simulaci\u00f3n, aplicados en pr\u00e1cticas de calificaci\u00f3n y evaluaci\u00f3n.<\/p>\n \u00a0<\/strong><\/p>\n \u00a0<\/strong><\/p>\n Bibliograf\u00eda<\/strong><\/p>\n ASHRAE (2013). 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Experiencia laboral en los estudios: Bares, ABV y Aisenson; y en las constructoras: Grupo Portland, Overcon y Arupac. Participaci\u00f3n en proyectos y obras: Centro Cultural Kirchner, Colegio Tarbut, Paseo Gigena y Casa Living. Especializado en simulaciones energ\u00e9ticas y proyectos en Javascript de c\u00f3digo abierto disponibles en GitHub.<\/p>\n <\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" \u00a0En el marco de una investigaci\u00f3n sobre tres complejos hospitalarios de la Ciudad Aut\u00f3noma de Buenos Aires, de car\u00e1cter p\u00fablico y privado, se presentan estudios ambientales sobre la reciente ampliaci\u00f3n del Hospital Alem\u00e1n. Este trabajo refleja el impacto de la envolvente edilicia en el desempe\u00f1o t\u00e9rmico y lum\u00ednico de espacios de internaci\u00f3n, aportando evidencia […] M\u00e1s<\/a><\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":6545,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[208],"tags":[],"reaction":[],"adace-sponsor":[],"class_list":{"0":"post-6529","1":"post","2":"type-post","3":"status-publish","4":"format-standard","5":"has-post-thumbnail","7":"category-sustentabilidad-y-eficiencia-energetica"},"wps_subtitle":"Arq. 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\n <\/td>\n Base<\/td>\n Con parasoles<\/td>\n Con parasoles y FV<\/td>\n<\/tr>\n \n Refrigeraci\u00f3n (COP 3,5)<\/td>\n 10,18<\/td>\n 7,21<\/td>\n 7,21<\/td>\n<\/tr>\n \n Calefacci\u00f3n (COP 4)<\/td>\n 10,77<\/td>\n 12,2<\/td>\n 12,2<\/td>\n<\/tr>\n \n Energ\u00eda el\u00e9ctrica (prod. in-situ)<\/td>\n –<\/td>\n –<\/td>\n -6,81<\/td>\n<\/tr>\n \n Total<\/td>\n 20,95<\/td>\n 19,41<\/td>\n 12,6<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n Ventajas del uso de simulaciones<\/h3>\n