SOLUCIONES CONSTRUCTIVAS PARA ELEVAR LA TEMPERATURA INTERIOR EN VIVIENDAS RURALES UBICADAS EN ZONAS ALTOANDINAS

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CRÉDITOS

SOLUCIONES CONSTRUCTIVAS PARA ELEVAR LA TEMPERATURA INTERIOR EN VIVIENDAS RURALES UBICADAS EN ZONAS ALTOANDINAS

Ministro de Vivienda, Construcción y Saneamiento Ing. Rene Cornejo Díaz Viceministra de Construcción y Saneamiento CPC. Hilda Sandoval Cornejo Director Nacional de Construcción Arq. Carlos Gonzalo Maldonado Herrera Elaboración Arq. Roberto Prieto Sánchez Arq. Julia Katerina Quispe Cárdenas Ing. Giuliana Orezzoli Alvarez

Octubre 2013 DIRECCION NACIONAL DE CONSTRUCCION

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PRESENTACIÓN

L

uego de nuestra experiencia en el Estudio Piloto “Acondicionamiento Térmico de Edificaciones en Zonas Rurales Altoandinas”, ejecutado por la Dirección Nacional de Construcción, en centros poblados de la provincia de Huaytará – Huancavelica, durante el año 2012; pudimos demostrar que es posible implementar el confort térmico en viviendas altoandinas tradicionales. El confort térmico en un concepto integral, que no solo tiene que ver con condiciones isotérmicas, sino con condiciones de habitabilidad y mejoras en la calidad de vida de las familias al interior de sus viviendas. Este confort térmico se logra conjugando materiales de construcción, estrategias de diseño bioclimático, técnicas constructivas y el uso de tecnología para el aprovechamiento de fuentes de energía renovable. Complementando a todo ello con el cambio de hábito en las familias, lo cual es clave para el logro de un mayor confort térmico al interior de las viviendas; este cambio que tomará tiempo y donde es necesario un constante trabajo de fortalecimiento de capacidades, para que los pobladores puedan hacer un buen uso de los elementos de confort térmico en sus viviendas. Es una satisfacción presentar estas soluciones térmicas constructivas para viviendas rurales en zonas altoandinas, que puedan ser replicadas por los gobiernos regionales, gobiernos locales, ONGs y pobladores en general. Asimismo, exhorto a las autoridades regionales y locales del Perú, principalmente a los que se encuentran en las zonas más frías, a tomar en cuenta la importancia de la gestión prospectiva y correctiva en la construcción de edificaciones, principalmente de las viviendas, lo cual reducirá la vulnerabilidad de las edificaciones ante los peligros climáticos. Esperamos su valioso aporte, que siempre será bienvenido para nosotros, pues anhelamos mejorar constantemente e innovar con nuevas soluciones.

Arq. Carlos Maldonado Gonzalo Director Nacional de Construcción Viceministerio de Construcción y Saneamiento

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SITUACIÓN ACTUAL EN ZONAS ALTOANDINAS

En nuestro país, el problema de las heladas en las zonas rurales altoandinas, es un fenómeno climático que consiste en el descenso de la temperatura a niveles inferiores al punto de congelación del agua, que se presenta año tras año; causando muertes y enfermedades en la población. La vivienda, es el espacio que debe ofrecer refugio y protección a los seres humanos y es el factor fundamental para lograr reducir el impacto de las heladas en la población de las zonas altoandinas. Sin embargo, las inadecuadas prácticas constructivas y la falta de mantenimiento, originan infiltraciones de aire helado y puentes térmicos en techos, puertas, ventanas o pisos que enfrían el interior de las viviendas hasta temperaturas cercanas a las del exterior. Por otro lado, las familias de menores recursos de estas zonas, utilizan fogones para la preparación de sus alimentos y para calentar sus viviendas, lo cual genera humo al interior del ambiente, causando en sus habitantes, enfermedades pulmonares, oculares y a la piel. Para afrontar esta situación, la Dirección Nacional de Construcción, realizó el Estudio Piloto “Acondicionamiento Térmico para Edificaciones Rurales Altoandinas” con el fin de elevar la temperatura interior de las viviendas rurales, ubicadas en zonas de frío extremo y medio, mediante soluciones constructivas adecuadas al ámbito social, económico y cultural de la población altoandina.

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L

a Dirección Nacional de Construcción cuenta con los expedientes técnicos de las soluciones térmicas para viviendas rurales existentes y nuevas, ubicadas en zonas altoandinas, las cuales fueron socialmente aceptadas y científicamente validadas, a través de la medición de temperatura y humedad relativa, mediante el uso de sensores electrónicos monitoreados en todo el periodo de estudio. Estas soluciones térmicas para viviendas rurales en zonas altoandinas son el resultado del estudio piloto “Acondicionamiento Térmico para Edificaciones Rurales Altoandinas”, ejecutado por la Dirección Nacional de Construcción del Ministerio de Vivienda, Construcción y Saneamiento en los centros poblados de San Felipe (Pilpichaca - Huaytará - Huancavelica) a 4480 m.s.n.m. y Santa Rosa de Tambo, (Tambo - Huaytará Huancavelica) a 3200 m.s.n.m., durante los meses de marzo a noviembre del año 2012, con el objetivo esencial de elevar la temperatura de las viviendas existentes mediante diferentes soluciones constructivas y mejorar las condiciones de habitabilidad de las familias y la propuesta de una vivienda rural nueva que contemple criterios para hacerla segura, saludable y sostenible. Las soluciones térmicas planteadas incluyeron estrategias arquitectónicas y constructivas e innovaciones arquitectónicas y tecnológicas, los cuales fueron plasmados en viviendas existentes (refacción) y viviendas nuevas (construcción nueva). Las estrategias generales para las soluciones constructivas fueron1: 1. Composición arquitectónica: Respeto a la relación funcional entre la familia rural, su vivienda y su modo de producción. 2. Distribución, dimensionamiento y funcionalidad: Mejorando la habitabilidad e higiene de la vivienda. 3. Aprovechamiento al máximo las energías renovables. 4. Uso de materiales de construcción de fácil obtención en el mercado y sencillo manejo por parte de la población. 5. Edificación sostenible: Reducción del impacto ambiental, mediante un diseño ecológico.

1

La aplicación de estas soluciones térmicas en viviendas rurales debe ir acompañada de la seguridad estructural de la edificación.

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FICHA TECNICA DE VIVIENDA ACONDICIONADA N° 1 Región: Huancavelica Provincia: Huaytará Distrito : Pilpichaca Localidad: San Felipe Altitud: 4480 m.s.n.m. Propietario: Sra. Norma Jayo TEMPERATURA ANTES DE LA INTERVENCIÓN TEMPERATURA DESPUÉS DE LA INTERVENCIÓN Temperatura Temperatura  Temperatura Temperatura Temperatura  Temperatura Exterior Interior Exterior Interior Interior/Exterior Interior/Exterior 2°C 4.6°C 2.6°C -1°C 7°C 8°C A.

VIVIENDA EXISTENTE ANTES DE LA INTERVENCIÓN ESTADO ANTES DE LA INTERVENCIÓN TECHO PISO MURO PUERTAS Y VENTANAS

Viguetas de madera con dimensiones irregulares y cobertura de plancha de calamina metálica. De tierra, el cual recoge la humedad del medio ambiente Tapial e= 0.40m., presencia de orificios por donde filtra el aire. Puerta de bastidor de madera con plancha de calamina

PLANTA

ELEVACIÓN

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B.

VIVIENDA DESPUÉS DE LA INTERVENCIÓN ESTADO ACTUAL TECHO

Fibrocemento, paja y calamina (Aislamiento térmico).

PISO

Cama de piedra, aire y madera machihembrada (Aislamiento higrotérmico)

MURO

Tapial e= 0.40m. Eliminación de infiltraciones en muros y techos

PUERTAS Y VENTANAS

Puerta de madera contraplacada. Aislamiento sólido. Eliminación de infiltraciones en puertas y ventanas.

INVERNADERO CALEFACTOR SOLAR Plancha de policarbonato traslúcido CLARABOYA

Plancha de policarbonato traslúcida

PLANTA

ELEVACIÓN

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C.

CAMBIOS CONSTRUCTIVOS ELEMENTO

SOLUCIONES CONSTRUCTIVAS

TECHO: Fibrocemento, Paja y Calamina

PISO: Madera machihembrada, capa de aire, capa de piedra terreno compactado

CALEFACTOR SOLAR: Plancha de policarbonato traslúcido

CLARABOYA Plancha de policarbonato traslúcido

D.

AREA Y COSTOS: Descripción Vivienda Sra. Norma Jayo

Área construida total en m2 69.37

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Costo Directo (S/.) 16,766.90

Gastos Generales (S/.)

Costo Total

Costo /m2 (S/.)

1,676.69

18,443.59

265.87

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E.

PANEL FOTOGRÁFICO ELEVACIÓN PRINCIPAL

F.

CALEFACTOR SOLAR

CLARABOYA

Vista del calefactor solar o invernadero, tambien se aprecian los ductos por donde ingresa el aire caliente al interior de la vivienda, los que se controlan con tapones machos de PVC.

Vista de la claraboya, cuyo funcionamiento es sencillo, mediante una ventana corrediza de triplay se controla el ingreso de luz y calor.

CONCLUSIÓN Con la intervención realizada en la vivienda, se ha logrado incrementar la temperatura en 5.4°C, las modificaciones realizadas generaron un costo de S/. 265.87 (doscientos sesenta y cinco y 87/100 nuevos soles) por metro cuadrado (m2).

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FICHA TECNICA DE VIVIENDA ACONDICIONADA N° 2 Región: Localidad:

Huancavelica San Felipe

Provincia: Huaytará Altitud: 4480 m.s.n.m.

TEMPERATURA ANTES DE LA INTERVENCIÓN Temperatura Temperatura  Temperatura Exterior Interior Interior/Exterior

2°C A.

4.9°C

Distrito : Pilpichaca Propietario: Sr. Roger Quintanilla

TEMPERATURA DESPUÉS DE LA INTERVENCIÓN Temperatura Temperatura  Temperatura Exterior Interior Interior/Exterior

2.9°C

-1°C

5.5°C

6.5°C

VIVIENDA EXISTENTE ANTES DE LA INTERVENCIÓN FOTO

ESTADO ANTES DE LA INTERVENCIÓN ÁREA TECHADA TECHO PISO MURO

2

70.60 m . Vivienda de dos dormitorios y dos cocinas. Viguetas de madera con dimensiones irregulares y cobertura de plancha de calamina metálica. De tierra Tapial e= 0.40m.

PUERTAS Y Puerta de bastidor de madera con plancha de VENTANAS calamina

PLANTA

ELEVACIÓN

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10 | P á g i n a

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B.

VIVIENDA DESPUÉS DE LA INTERVENCIÓN ESTADO ACTUAL TECHO PISO MURO PUERTAS Y VENTANAS

Calamina, aire y calamina (Aislamiento térmico). Piso: Cama de piedra, aire y madera machihembrada (Aislamiento higrotérmico) Tapial e= 0.40m. Eliminación de infiltraciones en muros y techos Puerta de madera contraplacada. Aislamiento sólido Eliminación de infiltraciones en puertas y ventanas.

PLANTA

ELEVACIÓN

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C.

CAMBIOS CONSTRUCTIVOS: ELEMENTO

SOLUCIONES CONSTRUCTIVAS

TECHO: CALAMINA, AIRE, CALAMINA

PISO

D.

AREA Y COSTOS: Descripción Vivienda Sr. Roger Quintanilla

E.

Área construida total en m2 70.60

Costo Directo (S/.) 12,856.29

Gastos Generales (S/.)

Costo Total

1,285.63

14,141.92

Costo /m2 (S/.) 200.31

CONCLUSIÓN Con la intervención realizada en la vivienda, se ha logrado incrementar la temperatura en 3.6°C; las modificaciones realizadas generaron un costo de S/. 200.31 (Doscientos y 31/100 Nuevos Soles) por metro cuadrado (m2).

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FICHA TECNICA DE VIVIENDA ACONDICIONADA N° 3 Región: Localidad:

Huancavelica Tambo

Provincia: Huaytará Altitud: 3200 m.s.n.m.

TEMPERATURA ANTES DE LA INTERVENCIÓN Temperatura Temperatura  Temperatura Exterior Interior Interior/Exterior

8.4°C A.

10.1°C

Distrito: Santa Rosa de Tambo Propietario: Sr. Carlos Jiménez

TEMPERATURA DESPUÉS DE LA INTERVENCIÓN Temperatura Temperatura  Temperatura Exterior Interior Interior/Exterior

1.7°C

10°C

13.8°C

3.8°C

VIVIENDA ANTES DE LA INTERVENCIÓN ESTADO ANTES DE LA INTERVENCIÓN AREA TECHADA TECHO PISO MURO

2

92.37 m . Casa de cinco ambientes: cocina, dormitorio, corredor y almacenes De madera rolliza y teja artesanal De tierra Tapial e= 0.40m.

PUERTAS Y Puerta de bastidor de madera con plancha de VENTANAS calamina

PLANTA

ELEVACIÓN

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B.

VIVIENDA DESPUÉS DE LA INTERVENCIÓN ESTADO ACTUAL TECHO PISO

Fibrocemento, barro con paja, plástico polietileno y caña (Aislamiento térmico) Cama de piedra, aire y madera machihembrada (Aislamiento higrotérmico)

MURO

Adobe. Eliminación de infiltraciones en muros y techos

PUERTAS Y Puerta de madera contraplacada. Aislamiento solido VENTANAS Eliminación de infiltraciones en puertas y ventanas.

PLANTA

ELEVACIÓN

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C.

CAMBIOS CONSTRUCTIVOS ELEMENTO

SOLUCIONES CONSTRUCTIVAS

TECHO: FIBROCEMENTO, BARRO CON PAJA, PLASTICO POLIETILENO Y CAÑA

PISO

D.

AREA Y COSTOS: Descripción Vivienda Sr. Carlos Jiménez

E.

Área construida total en m2

Costo Directo (S/.)

Gastos Generales (S/.)

Costo Total

Costo /m2 (S/.)

92.37

S/. 15,479.83

S/. 1,547.98

S/.17,027.81

S/. 184.34

CONCLUSIÓN Con la intervención realizada en la vivienda, se ha logrado incrementar la temperatura en 2.1°C, las modificaciones realizadas generaron un costo de S/. 184.34 (Ciento Ochenta y Cuatro y 34/100 Nuevos Soles) por metro cuadrado (m2).

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FICHA TECNICA DE VIVIENDA ACONDICIONADA N° 4 Región: Localidad:

Huancavelica Tambo

Provincia: Huaytará Altitud: 3200 m.s.n.m.

TEMPERATURA ANTES DE LA INTERVENCIÓN Temperatura Temperatura  Temperatura Exterior Interior Interior/Exterior

8.4°C A.

9.6°C

Distrito: Santa Rosa de Tambo Propietario: Sr. Melanio Huaroto

TEMPERATURA DESPUÉS DE LA INTERVENCIÓN Temperatura Temperatura  Temperatura Exterior Interior Interior/Exterior

1.2°C

10°C

14.2°C

4.2°C

VIVIENDA ANTES DE LA INTERVENCIÓN ESTADO ANTES DE LA INTERVENCIÓN 2

116.39m ; Casa de tres ambientes: Cocina comedor, AREA CONSTRUIDA dormitorio y almacén. TECHO PISO MURO

Viguetas de madera rolliza y de teja artesanal. De tierra Adobe 0.60 cm., presencia de orificios por donde filtra el aire

PUERTAS Y Carece de puerta. Area de ventanas es minima y sin VENTANAS elementos de cerramiento.

PLANTA

ELEVACIÓN

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B.

VIVIENDA DESPUÉS DE LA INTERVENCIÓN FOTO

ESTADO ACTUAL TECHO PISO

Fibrocemento, paja, estera, aire y plástico polietileno (Aislamiento térmico). Cama de piedra, aire y madera (Aislamiento higrotérmico).

MURO

Tapial e= 0.40m. Eliminación de infiltraciones en muros y techos

PUERTAS Y VENTANAS

Puerta de madera contraplacada. Aislamiento sólido. Eliminación de infiltraciones en puertas y ventanas.

CALEFACTOR SOLAR

Plancha de policarbonato traslúcido

CLARABOYA

Plancha de policarbonato traslúcida

PLANTA

ELEVACIÓN

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C.

CAMBIOS CONSTRUCTIVOS ELEMENTO

SOLUCIONES CONSTRUCTIVAS

TECHO: FIBROCEMENTO, PAJA, ESTERA, AIRE Y PLASTICO POLIETILENO

PISO

CALEFACTOR SOLAR

CLARABOYA

D.

AREA Y COSTOS: Descripción Vivienda Sr. Melanio Huaroto

Área construida total en m2

Costo Directo (S/.)

Gastos Generales (S/.)

128.12

26,519.47

2,651.95

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Costo Total 29,171.41

Costo /m2 (S/.) 227.70

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E.

PANEL FOTOGRÁFICO ELEVACIÓN PRINCIPAL

G.

CALEFACTOR SOLAR

CLARABOYA

Vista del calefactor solar o invernadero, el cual se encuentra adosado a la vivienda existente.

Vista de la claraboya , cuyo funcionamiento es sencillo, mediante una ventana corrediza de triplay se controla el ingreso de luz y calor.

CONCLUSIÓN Con la intervención realizada en la vivienda, se ha logrado incrementar la temperatura en 3°C, las modificaciones realizadas generaron un costo de S/. 227.70 (Doscientos Veintisiete y 70/100 Nuevos Soles) por metro cuadrado (m2).

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FICHA TECNICA DE VIVIENDA NUEVA N° 1 Región: Localidad:

Huancavelica Provincia: Huaytará Distrito: Pilpichaca San Felipe Altitud: 4480 m.s.n.m. Propietario: Vivienda Nueva TEMPERATURA DESPUÉS DE LA INTERVENCIÓN Temperatura Exterior Temperatura Interior  Temperatura Interior/Exterior -1°C 7°C 8°C

A.

VIVIENDA NUEVA ELEMENTO

ESTRATEGIA BIOCLIMÁTICA

DETALLES

OBSERVACIONES

SUELO

Aislamiento higrotérmico

Con piedras, aire y madera

Evita el ascenso de humedad y descenso de calor.

MUROS

Alta masa térmica

Con tapial

Acumula reserva y transfiere calor.

TECHO

Aislamiento emparejado y claraboyas térmicas

Con tela, aire, tela, paja, plástico y fibrocemento

El techo disminuye las pérdidas de calor, las claraboyas permiten el ingreso.

PUERTAS

Aislamiento sólido

Madera maciza

Principal

Lazo conectivo

Con adobe y policarbonato

Agrega calor al dormitorio.

Dispositivo opaco transparente

Vidrio hacia el exterior y puerta de madera hacia el interior

Permite el ingreso de calor en el día y evita las pérdidas nocturnas o en días fríos.

CALEFACTOR SOLAR VENTANAS

PLANTA

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ELEVACIÓN

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B.

CRITERIOS CONSTRUCTIVOS ELEMENTO

SOLUCIONES CONSTRUCTIVAS

TECHO: TELA, AIRE, TELA, PAJA, PLÁSTICO Y FIBROCEMENTO

PISO

PUERTAS

CALEFACTOR SOLAR

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ELEMENTO

SOLUCIONES CONSTRUCTIVAS

CLARABOYA

C.

AREA Y COSTOS: Descripción

Área construida total en m2

Costo Directo (S/.)

Gastos Generales (S/.)

Costo Total

92.88

47,610.95

4,761.10

52,372.05

Vivienda Nueva

D.

Costo /m2 (S/.) 563.87

PANEL FOTOGRÁFICO ELEVACIÓN PRINCIPAL

CALEFACTOR SOLAR

CLARABOYA

Vista del calefactor solar o invernadero y la cobertura de planchas de policarbonato traslucidas.

Vista de la claraboya, de sencillo uso, mediante una ventana corrediza de triplay se controla el ingreso de luz y calor.

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E.

DORMITORIO

SERVICIO HIGIENICO

En el interior del dormitorio se aprecia el acabado de piso con madera machihembrada.

Complementario al modulo de vivienda se construyó el servicio higienico, con terma solar y tanque elevado.

CONCLUSIÓN Con la propuesta de vivienda nueva se ha logrado incrementar la temperatura en 8°C, la intervención costo S/. 563.87 (Quinientos Sesenta y Tres y 87/100 Nuevos Soles) por metro cuadrado (m2).

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FICHA TECNICA DE VIVIENDA NUEVA N° 2 Región: Localidad:

Huancavelica Provincia: Huaytará Distrito: Santa Rosa de Tambo Tambo Altitud: 3200 m.s.n.m. Propietario: Vivienda Nueva TEMPERATURA DESPUÉS DE LA INTERVENCIÓN Temperatura Exterior Temperatura Interior  Temperatura Interior/Exterior 10°C 15.7°C 5.7°C

A.

VIVIENDA NUEVA ELEMENTO

ESTRATEGIA BIOCLIMÁTICA

DETALLES

SUELO

Aislamiento higrotérmico

Con piedras, aire y madera

MUROS

Alta masa térmica

Con adobe

TECHO

Aislamiento emparejado y claraboyas térmicas

Con tela, aire, tela, paja, plástico y fibrocemento

PUERTAS

Aislamiento sólido

Madera maciza

CALEFACTOR SOLAR

Lazo conectivo

Con adobe y policarbonato

VENTANAS

Dispositivo opaco transparente

Vidrio hacia el exterior y puerta de madera hacia el interior.

PLANTA

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ELEVACIÓN

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B.

CRITERIOS CONSTRUCTIVOS ELEMENTO

SOLUCIONES CONSTRUCTIVAS

TECHO: TELA, AIRE, TELA, PAJA, PLÁSTICO Y FIBROCEMENTO

PISO

PUERTAS

CALEFACTOR SOLAR

CLARABOYA

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C.

D.

AREA Y COSTOS: Descripción

Área construida total en m2

Costo Directo (S/.)

Gastos Generales (S/.)

Costo Total

Vivienda Nueva

70.58

41,160.32

4,160.03

45,276.35

Costo /m2 (S/.) 641.49

PANEL FOTOGRÁFICO ELEVACIÓN PRINCIPAL

CALEFACTOR SOLAR

DORMITORIO

Vista del calefactor solar o invernadero y la cobertura de planchas de policarbonato traslucidas.

Dormitorio, piso acabado de madera machihembrada y puertas apaneladas de madera.

COCINA

COMEDOR

Instalación de la cocina mejorada

E.

Comedor, este ambiente cuenta con un asiento fijo de adobe.

CONCLUSIÓN Con la propuesta de la vivienda nueva, se ha logrado incrementar la temperatura en 5.7°C, la intervención costo S/. 641.49 (Seiscientos Cuarenta y Uno y 49/100 Nuevos Soles) por metro cuadrado (m2).

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CONCLUSIONES

1. Incremento de la temperatura interior de las viviendas hasta 8 °C respecto a la temperatura exterior, así como de los luxes mediante:  El aprovechamiento de los recursos naturales de la zona: la energía y luz solar, así como la tierra.  La eliminación (sellado) de las infiltraciones de aire helado.  Utilización de materiales de construcción que retienen el calor y que impiden el ingreso del frío por conducción.  La aplicación de sistemas fotovoltaicos y fototérmicos para el calentamiento del agua y generación de energía.  La aplicación de claraboyas y ventanas ha multiplicado el número de luxes. 2. Composición de la vivienda, respetando la relación funcional entre la familia rural, su vivienda y su modo de producción. 3. Distribución básica de la vivienda y dimensionamiento de los espacios:  Un Comedor – cocina, que incluye una cocina mejorada.  Dos ambientes de dormitorios, uno para padres y otro para hijos.  Una huerta/corral.  Un servicio higiénico, al exterior de la vivienda.  Un calefactor solar. 4. Utilización de materiales de construcción de bajo costo, de fácil obtención en el mercado y sencillo manejo por parte de la población. La generación de soluciones constructivas fueron utilizando materiales de la zona, que garanticen aislamiento térmico y facilidad de limpieza. 5. Generación de interés y cuidado de la edificación por parte de la población, al utilizar mano de obra local.

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