i UNIVERSIDAD DE COSTA RICA SISTEMA DE ESTUDIOS DE POSGRADO ANÁLISIS COMPARATIVO Y DE EFICIENCIA SOSTENIBLE ENTRE LA PROPUESTA DE DOS SISTEMAS CONSTRUCTIVOS EN EL CASO DEL EDIFICIO D, CENTRO COMERCIAL CITY PLACE, SANTA ANA. Trabajo final de investigación aplicada sometido a la consideración de la Comisión del Programa de Estudios de Posgrado en Arquitectura para optar al grado y título de Maestría Profesional en Arquitectura y Construcción. OLGA MILENA OLIVAS EDUARTE Ciudad Universitaria Rodrigo Facio, Costa Rica 2022 ii DEDICATORIA Con todo mi amor a Randall, quien me impulsó a conseguir esta meta y siempre me apoyó con todas sus fuerzas para alcanzarla. AGRADECIMIENTOS A mi familia, mis padres Olga y Hugo, a mis amigos de la maestría que siempre me apoyaron para continuar en este proceso a pesar de las dificultades. En especial a Valeria, Diana y Mario. A la empresa Rocca Development Group por facilitar la información del caso de estudio. iii “Este trabajo final de investigación aplicada fue aceptado por la Comisión del Programa de Estudios de Posgrado en Arquitectura de la Universidad de Costa Rica, como requisito parcial para optar al grado y título de Maestría Profesional en Arquitectura y Construcción.” MSc. Federico Mata Herrera Representante de la Decana del Sistema de Estudios de Posgrado Mag. Rudy Piedra Mena Profesor Guía Coordinador del Programa de Maestría Profesional en Arquitectura y Construcción Ing. Alvaro Mata Leitón, MAP, PMP, GPM-B Lector Ing. Manuel Alán Zúñiga, MGP, MAE Lector Mag. Bryan Vargas Vargas Representante de la Directora de Programa de Posgrado en Arquitectura Arq. Olga Milena Olivas Eduarte Sustentante HOJA DE APROBACION iv TABLA DE CONTENIDO DEDICATORIA ........................................................................................ II AGRADECIMIENTOS .............................................................................. II HOJA DE APROBACION ......................................................................... III TABLA DE CONTENIDO ......................................................................... IV RESUMEN ......................................................................................... VIII ABSTRACT .......................................................................................... IX LISTA DE FIGURAS ............................................................................... X LISTA DE TABLAS .............................................................................. XVIII LISTA DE ABREVIATURAS ................................................................. XX CAPÍTULO 1. INTRODUCCIÓN. ............................................................ 1 1.1 JUSTIFICACIÓN E IMPORTANCIA ................................................. 2 1.2 EL PROBLEMA ......................................................................... 2 1.3 OBJETIVO GENERAL ................................................................. 3 1.4 OBJETIVOS ESPECÍFICOS ........................................................... 3 1.5 DELIMITACIÓN Y ALCANCE DE LA INVESTIGACIÓN .......................... 4 1.5.1 Delimitación física ............................................................ 4 1.5.2 Delimitación temporal ..................................................... 4 1.5.3 Delimitación Social ........................................................... 4 1.5.4 Alcance ............................................................................ 4 1.6 LIMITACIONES ................................................................................ 5 CAPÍTULO 2. MARCO METODOLÓGICO ............................................. 6 2.1 METODOLOGÍA / CAPÍTULO 3............................................................ 6 2.2 METODOLOGÍA / CAPÍTULO 4. .......................................................... 6 2.3 METODOLOGÍA / CAPÍTULO 5. .......................................................... 7 2.4 METODOLOGÍA / CAPÍTULO 6. .......................................................... 7 2.5 METODOLOGÍA / CAPÍTULO 7............................................................ 8 CAPÍTULO 3. ANÁLISIS DEL PROYECTO ........................................... 10 3.1 DESCRIPCIÓN GENERAL .......................................................... 10 3.2 ANÁLISIS DE LOS INVOLUCRADOS ............................................ 11 3.3 CONTEXTO DEL PROYECTO ...................................................... 12 3.3.1 Posición Geográfica ........................................................ 12 3.3.2 Mapa de zonificación del cantón .................................... 12 3.3.3 Mapa de Índice de Fragilidad Ambiental......................... 13 3.4 HITOS URBANOS CERCANOS .................................................... 14 3.5 DATOS CLIMÁTICOS ............................................................... 16 3.5.1 Temperatura .................................................................. 17 3.5.2 Nubosidad ...................................................................... 18 3.5.3 Precipitación................................................................... 19 3.5.4 Humedad........................................................................ 19 3.5.5 Viento............................................................................. 20 3.5.6 Diagrama de Givoni ........................................................ 21 3.6 ZONA CONFORT .................................................................... 22 3.7 CLIMOGRAMA DE BIENESTAR ADAPTADO .................................. 23 3.8 ANÁLISIS DE INCIDENCIA SOLAR ................................................... 23 file:///C:/Users/DELL/Dropbox/TFIA%20Olga%20Olivas/TFIA%20Olga%20Olivas%20Eduarte%20B58112%2030042022.docx%23_Toc102370339 v 3.9 ZONIFICACIÓN DEL PROYECTO .................................................... 25 3.10 MATERIALIDAD....................................................................... 30 3.10.1 Cimientos ................................................................... 30 3.10.2 Estructura Principal.................................................... 31 3.10.3 Paredes...................................................................... 32 3.10.4 Ventanas ................................................................... 34 3.10.5 Cielos ......................................................................... 34 3.10.6 Acabados de piso ....................................................... 35 3.10.7 Sistema de aire acondicionado................................... 35 3.11 COSTO DEL PROYECTO .............................................................. 38 3.12 ESTUDIO DE MERCADO ............................................................ 39 3.12.1 Condiciones de atracción del cantón de Santa Ana para desarrollos de centros de oficinas ............................................... 39 3.12.2 Objetivo de proyecto .................................................. 41 4. CAPITULO 4. EVALUACIÓN DEL PROYECTO ........................... 43 4.1. MATRIZ MULTICRITERO .......................................................... 43 4.1.1. Sostenibilidad Físico-Ambiental.................................. 46 4.1.2. Sostenibilidad Socio-Cultural ...................................... 46 4.1.3. Sostenibilidad Economica-Financiera ......................... 47 4.1.4. Resumen de la evaluación .......................................... 47 4.2. EVALUACIÓN CON LA APLICACIÓN EDGE .................................. 49 5. CAPÍTULO 5. SISTEMA DE PERFILES METÁLICOS ................... 55 5.1. HISTORIA .............................................................................. 55 5.1.1. Producción ................................................................. 55 5.1.2. Grados ....................................................................... 56 5.2. VENTAJAS DE LA UTILIZACIÓN DEL SISTEMA DE ESTRUCTURA METÁLICA . 56 5.2.1. Ventajas de la estructura metálica ............................. 56 5.2.2. Desventajas de la estructura metálica ........................ 58 5.3. ELEMENTOS QUE COMPONEN EL SISTEMA DE ESTRUCTURA METÁLICA DE SECCIONES HECHIZAS ............................................................................. 58 5.3.1. Sistema de elementos a compresión – columnas ........ 58 5.3.2. Clasificación de las conexiones ................................... 61 5.3.3. Conexión columna - columna...................................... 61 5.3.4. Conexión columna - viga ............................................ 62 5.3.5. Conexiones base - columna ........................................ 63 5.3.6. Conexiones rígidas y articuladas ................................. 64 5.4. PROCESO CONSTRUCTIVO .......................................................... 67 5.4.1. FASES DE EJECUCIÓN DE ESTRUCTURAS METÁLICAS EN TALLER 67 5.5. SISTEMAS DE PROTECCIÓN DEL ACERO .......................................... 70 5.5.1. Corrosión.................................................................... 70 5.5.2. Fuego ......................................................................... 76 5.7. SUSTENTABILIDAD DEL ACERO Y LAS ESTRUCTURAS METÁLICAS ............ 82 5.7.1. Producción del acero .................................................. 83 5.7.2. Impactos ambientales provocados por la producción del acero 83 5.7.3. Estrategias de preservación ambiental ....................... 83 vi 5.7.4. Análisis del ciclo de vida ............................................. 84 5.8. CERTIFICACIÓN LEED Y ESTRUCTURAS METÁLICAS........................... 85 5.9. MANTENIMIENTO ................................................................... 86 5.9.1. Tipos de mantenimiento ............................................ 87 5.9.2. Costos mantenimiento ............................................... 88 5.9.3. Patologias de las estructuras ..................................... 90 5.10. ESTUDIO DE CASOS .................................................................. 92 5.10.1. Torre BBVA Bancomer................................................ 92 5.10.2. Barcelona Growth Centre ........................................... 98 5.10.3. 8chifley .................................................................... 104 5.11. FODA................................................................................ 111 6. CAPÍTULO 6: PROPUESTA DEL PROYECTO ........................... 114 6.1. ESTRATEGIA ......................................................................... 114 6.2. ASPECTOS A IMPLEMENTAR...................................................... 117 6.3. PROPUESTA: MATERIALIDAD ................................................... 118 6.3.1. Estructura Principal.................................................. 118 6.3.2. Pre-dimensionado de la estructura principal ............ 119 6.3.3. ¿Cómo funcionan?: .................................................. 119 6.4. CIMENTACIÓN Y SÓTANOS .................................................... 123 6.5. PROPUESTA DE ENTREPISOS ................................................... 124 6.5.1. Aplicación del cambio del entrepiso ......................... 125 6.6. CONEXIONES........................................................................ 129 6.7. PROTECCIÓN DE LA ESTRUCTURA METÁLICA ................................. 133 6.7.1. Protección contra la Corrosión ................................. 133 6.7.2. Contra el fuego......................................................... 135 6.8. CERRAMIENTOS .................................................................... 138 6.8.1. Cerramiento liviano .................................................. 138 6.8.2. Ventanería ............................................................... 141 6.8.3. Aplicación de vidrio .................................................. 141 6.8.4. Material de la cubierta ............................................. 142 6.9. MATERIALIDAD ..................................................................... 145 6.9.1. Pisos ......................................................................... 145 6.9.2. Aplicación ................................................................ 146 6.9.3. Cielos rasos alternativos ........................................... 147 6.9.4. Aplicación ................................................................ 147 6.10. TRATAMIENTO DE FACHADAS .................................................. 148 6.10.1. Análisis de la incidencia del viento ............................ 148 6.10.2. Geometría solar ....................................................... 150 6.10.3. Fachada sur.............................................................. 152 6.10.4. Fachada norte .......................................................... 154 6.10.5. Estructura de fachadas (secundaria) ........................ 155 6.11. INCIDENCIA DEL SOL ............................................................. 157 6.12. VISTAS TRIDIMENSIONALES DEL PROYECTO................................ 158 6.13. SISTEMA DE PANELES FOTOVOLTAICOS ....................................... 160 6.13.1. Aplicación ................................................................ 163 6.14. REUTILIZACIÓN DE AGUAS PLUVIALES .......................................... 165 vii 6.14.1. Sistema de desinfeccion de las aguas ....................... 169 6.14.2. Aplicación de la mejora ............................................ 170 7. CAPÍTULO 7: EVALUACIÓN FINAL DE LA PROPUESTA .......... 171 7.1. MATRIZ MULTICRITERIO.......................................................... 171 7.1.1. Sostenibilidad Físico-Ambiental................................ 171 7.1.2. Sostenibilidad socio-cultural .................................... 179 7.1.3. Sostenibilidad económica-financiera ........................ 188 7.2 RESUMEN DE LA EVALUACIÓN .......................................... 197 7.3 EVALUACIÓN EDGE DE LA NUEVA PROPUESTA .................. 198 7.4 RESUMEN DE LA PROPUESTA ............................................ 203 7.5 ANÁLISIS COMPARATIVO FINAL ................................................. 204 7.5.1. Cálculo de la huella de carbono................................ 204 7.5.2. Calculo de la huella de la estructura concreto .......... 206 7.5.3. Calculo de la huella de la estructura propuesta en metal 207 7.6 ANÁLISIS DEL CICLO DE VIDA ..................................................... 208 7.6.1. Concreto .................................................................. 209 7.6.2. Acero ....................................................................... 215 7.7 COSTOS DE LA PROPUESTA ....................................................... 224 7.7.1. Propuesta de concreto (original) .............................. 224 7.7.2. Propuesta DE METAL ............................................... 225 7.8 GUIAS DE MANTENIMIENTO ..................................................... 226 7.9 CUADROS COMPARATIVOS FINALES.................................. 229 7.10 TABLA DE CRITERIOS PARA TOMA DE DECISIONES ............. 233 7.11 CONCLUSIONES ..................................................................... 236 7.12 RECOMENDACIONES............................................................... 240 7.13 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS ................................................ 242 ANEXOS ............................................................................................. 248 ANEXO1. MATRIZ MULTICRITERIO DE LA PROPUESTA ORIGINAL ................... 248 Sostenibilidad Físico-Ambiental ................................................. 248 Sostenibilidad Socio-Cultural ..................................................... 259 Sostenibilidad Economica-Financiera ........................................ 269 ANEXO 2. EVALUACIÓN EN LA APP EDGE DEL PROYECTO ORIGINAL ................ 281 ANEXO 3. EVALUACIÓN EN LA APP EDGE DE LA NUEVA PROPUESTA ............... 286 ANEXO 4. FICHAS TECNICAS DE MATERIALES UTILIZADOS .............................. 291 ANEXO 4. FLUJOS DE EFECTIVO .............................................................. 296 Flujo opción concreto ................................................................ 296 Flujo opción metal ..................................................................... 298 viii RESUMEN Este trabajo de investigación aplicada va dirigido al estudio del proyecto del Edificio D del centro comercial City Place en Santa Ana, San José, Costa Rica. Este consiste en un centro de oficinas de 8 niveles más tres niveles de sótanos, el diseño consta de una estructura de elementos de concreto: losas de entrepiso, muros y columnas. Primero, se estudia su contexto, materialidad y funcionamiento, sometiéndolo a una evaluación por medio de la herramienta de la Matriz Multicriterio, la cual trata de un instrumento de análisis y desempeño de un proyecto en específico, también se evalúa la eficiencia de criterios de arquitectura verde, por medio de la herramienta digital EDGE. De esta forma, se determinan tanto las fortalezas como debilidades u oportunidades de mejora para intervenir en la propuesta, revisando por supuesto, el resultado de las evaluaciones. Determinando estas oportunidades de mejora, las cuales se verán en los hallazgos parciales a través de los diversos capítulos, se presenta una estrategia para el desarrollo de una propuesta, basada totalmente en el diseño original, pero que contempla seguir una línea que se subdivide en tres ejes principales: sostenibilidad, materialidad y análisis de los costos. Estos puntos dentro del diseño se consideran claves para una poder elevar la calificación del proyecto ya se toman en cuenta puntos de sostenibilidad económica, social y ambiental del mismo. Las variables de intervención dentro de cada eje, los cuales son, materialidad: rediseño de la estructura de acuerdo al sistema de perfiles metálicos, tratamiento acústico y térmico, revisión de la propuesta de los materiales versus el impacto ambiental de los mismos; sostenibilidad: tratamiento de las fachadas para disminuir la incidencia de la radiación solar, revisión de sistemas alternativos de energía, bajar consumo de agua potable; análisis de costos: Revisión del costo directo del cambio de sistema estructural. Finalmente, después se vuelve a aplicar la herramienta con los ajustes realizados al diseño modificado para verificar que se ha dado una favorable mejora en la sostenibilidad en general del proyecto. De esta manera, se pueden comparar ambos diseños y generar criterios para la toma de decisiones por parte de los diseñadores en proyectos futuros. ix ABSTRACT This applied research work is aimed at the study of the Building D project of the City Place shopping center in Santa Ana, San José, Costa Rica. This consists of an 8-level office center plus three basement levels, the design consists of a structure of concrete elements: mezzanine slabs, walls and columns. First, its context, materiality and operation are studied, subjecting it to an evaluation through the “Matriz Multicriterio” tool, which deals with an analysis and performance instrument of a specific project, the efficiency of architecture criteria is also evaluated. green, through the digital tool EDGE. In this way, both the strengths and weaknesses or opportunities for improvement are determined to intervene in the proposal, reviewing, of course, the result of the evaluations. Determining these opportunities for improvement, which will be seen in the partial findings through the various chapters, a strategy is presented for the development of a proposal, based entirely on the original design, but which contemplates following a line that is subdivided into three main axes: sustainability, materiality and cost analysis. These points within the design are considered key to being able to raise the qualification of the project since points of economic, social and environmental sustainability are taken into account. The intervention variables within each axis, which are, materiality: redesign of the structure according to the system of metal profiles, acoustic and thermal treatment, review of the proposal of the materials versus their environmental impact; sustainability: treatment of the facades to reduce the incidence of solar radiation, review of alternative energy systems, lower drinking water consumption; cost analysis: Review of the direct cost of changing the structural system. Finally, the tool is then reapplied with the adjustments made to the modified design to verify that there has been a favorable improvement in the overall sustainability of the project. In this way, both designs can be compared and criteria for decision- making by designers in future projects can be generated. x LISTA DE FIGURAS Ilustración 1. Metodología. Fuente: Elaboración Propia ............. 9 Ilustración 2. Descripción general del proyecto. Fuente: Rocca Portafolio Comercial ..............................................................10 Ilustración 3. Estructura organizativa de los principales actores involucrados. Fuente: Elaboración Propia ................................ 11 Ilustración 4. Cantón de Santa Ana. Fuente: Municipalidad de Santa Ana ..............................................................................12 Ilustración 5. Zonificación del proyecto. Fuente: Municipalidad de Santa Ana ......................................................................... 13 Ilustración 6. Mapa de IFA en Santa Ana. Fuente: Municipalidad de Santa Ana. ........................................................................ 13 Ilustración 7. Calcula de IFA. Fuente: Plan regulador Santa Ana .............................................................................................14 Ilustración 8. Hitos urbanos en Santa Ana. Fuente: www.googleearth.com y elaboración propia ........................... 15 Ilustración 9. Promedios mensuales climáticos de Santa Ana. Fuente: Instituto Meteorológico Nacional. ..............................16 Ilustración 10. Promedios mensuales climáticos de Belén. Fuente: Instituto Meteorológico Nacional. .............................. 17 Ilustración 11. Escala de colores datos meteorológicos. Fuente: Elaboración propia, datos lMN. .............................................. 17 Ilustración 12. Temperatura media alta y baja de Santa Ana. Fuente: es.weatherspark.com .................................................18 Ilustración 13. Temperatura media por hora de Santa Ana. Fuente: es.weatherspark.com ................................................ 18 Ilustración 14. Nubosidad de Santa Ana. Fuente: es.weatherspark.com ............................................................ 19 Ilustración 15. Precipitación media mensual de Santa Ana. Fuente: es.weatherspark.com ............................................... 19 Ilustración 16.Confort de humedad en Santa Ana. Fuente: es.weatherspark.com ............................................................ 20 Ilustración 17. Velocidad media del viento en Santa Ana. Fuente: es.weatherspark.com ............................................................ 20 Ilustración 18. Diagrama de Givoni de Santa Ana. Fuente: Arquitectura y clima en Andalucía. ......................................... 21 Ilustración 19. Zonas de confort anuales para Santa Ana. Fuente: Elaboración propia. ............................................................... 22 Ilustración 20. Climograma de bienestar adaptado de Santa Ana. Fuente: Elaboración propia .................................................... 23 Ilustración 21. Carta solar para la ubicación del proyecto. Fuente: www.sunearthtools.com........................................................ 23 Ilustración 22. Carta solar para la ubicación del proyecto. Fuente: www.sunearthtools.com , elaboración propia. ........................ 24 Ilustración 23. Trayectoria solar sobre el proyecto. Fuente: Elaboración propia. ............................................................... 24 Ilustración 24. Distribución nivel 1 y simbología de las zonas. Fuente: Rocca Portafolio Comercial y elaboración propia ........ 26 xi Ilustración 25. Distribución nivel 1 y simbología de las zonas. Fuente: Rocca Portafolio Comercial y elaboración propia ........ 28 Ilustración 26. Inicio de construcción del edificio D. Fuente: Rocca Portafolio Comercial y elaboración propia .................... 28 Ilustración 27. Inicio de construcción del edificio D. Fuente: Rocca Portafolio Comercial y elaboración propia .................... 29 Ilustración 28. Cimientos del proyecto. Fuente: Rocca Portafolio comercial ...............................................................................30 Ilustración 29. Placas aisladas. Fuente. Rocca Portafolio Comercial ..............................................................................30 Ilustración 30. Vista aérea City Place. Fuente. Rocca Portafolio Comercial .............................................................................. 31 Ilustración 31. Modulación de estructura original. Fuente. Rocca Portafolio Comercial .............................................................. 31 Ilustración 32. Detalle de entrepiso postensado. Fuente: Rocca Portafolio Comercial ..............................................................32 Ilustración 33. Proceso constructivo edifico D. Fuente: Rocca Portafolio Comercial ..............................................................32 Ilustración 34. Ensamble liviano de fachada. Fuente. Rocca Portafolio Comercial ..............................................................32 Ilustración 35. Fachada Este. Fuente. Rocca Portafolio Comercial ............................................................................................. 33 Ilustración 36. Fachada Oeste. Fuente. Rocca Portafolio Comercial .............................................................................. 33 Ilustración 33. Fachada Sur. Fuente. Rocca Portafolio Comercial ............................................................................................. 33 Ilustración 38. Fachada Norte. Fuente. Rocca Portafolio Comercial ............................................................................. 33 Ilustración 34. Características del vidrio para ventanas exteriores. Fuente: Ficha Técnica Pilkington ............................................ 34 Ilustración 40. Louvers juma C. Fuente: Ficha técnica Juma C de Simpley fácil. Espejos El Mundo ............................................. 34 Ilustración 41. Cielo suspendido Dune. Fuente: Ficha Técnica cielos suspendido de Dune de Armstrong. MACOPA ............... 34 Ilustración 42. Acabados de piso. Fuente: Ficha técnica de porcelanato Arkshade. Construplaza ..................................... 35 Ilustración 43. Equipos VRF . Fuente: Ficha técnica de equipos VRF de Daikin.Multifrio .......................................................... 35 Ilustración 44. Planta Típica Extracción e Inyección. Fuente: Rocca Portafolio Comercial. ................................................... 36 Ilustración 45. Planta Ubicación en azotea. Fuente: Rocca ........37 Ilustración 46. Costos iniciales del proyecto. Fuente: Roca Portafolio Inmobiliario ........................................................... 38 Ilustración 47. Oficentros en Santa Ana. Fuente: Google Earth 39 Ilustración 48. Parque de Santa. Fuente: Google Earth ............ 40 Ilustración 49. Desarrollo Inmobiliario de Santa Ana. Fuente: Google Earth ......................................................................... 40 Ilustración 50. Santa Ana. Fuente: Google Earth ..................... 41 xii Ilustración 51. Sistema de análisis de la matriz Multicriterio. Fuente: Elaboración propia. ....................................................43 Ilustración 52. Componentes de la sostenibilidad de la matriz Multicriterio. Fuente: propia. ................................................. 44 Ilustración 53. Componentes de la sostenibilidad de la matriz Multicriterio. Fuente: Elaboración propia. .............................. 44 Ilustración 54. Fuentes para la elaboración de la matriz Multicriterio. Fuente: propia. ................................................. 45 Ilustración 55. Resultado de la evaluación Multicriterio del proyecto existente. Fuente: Matriz Multicriterio, elaboración propia ................................................................................... 48 Ilustración 56. Resultado eficiencia energética. Fuente: App EDGE.................................................................................... 50 Ilustración 57. Resultado Consumo de Agua. Fuente: App EDGE ............................................................................................. 51 Ilustración 58. Resultado eficiencia de los materiales. Fuente: App EDGE............................................................................. 52 Ilustración 59. Cuadro resumen de los resultados. Fuente: App EDGE..................................................................................... 53 Ilustración 60. Cuadro resumen de los resultados. Fuente: App EDGE.................................................................................... 54 Ilustración 61. Puente Severn. Fuente: www.arquitecturaenacero.org/ ...............................................55 Ilustración 62. Imágenes Ilustrativas historia. Fuente: www.lampadia.com .............................................................. 56 Ilustración 63. Columnas Simples. Fuente: https://repositorio.unal.edu.co ............................................... 59 Ilustración 64. Columnas compuestas. Fuente: https://repositorio.unal.edu.co ............................................... 59 Ilustración 65. Columnas Tubulares, Macizas. Fuente: https://repositorio.unal.edu.co ............................................... 60 Ilustración 66. Columnas armadas. Fuente: https://repositorio.unal.edu.co ............................................... 60 Ilustración 67. Placa de tapa. Fuente: https://repositorio.unal.edu.co ............................................... 62 Ilustración 68. Tapa juntas (arriba) y soldadura al tope (abajo). Fuente: https://repositorio.unal.edu.co .................................. 62 Ilustración 69. Conexiones viga columna. Fuente: https://repositorio.unal.edu.co ............................................... 63 Ilustración 70. Diagramas de pandeo. Fuente: http://www.arquitecturaenacero.org ...................................... 64 Ilustración 71. Conexiones articuladas antiguas. Fuente: http://www.arquitecturaenacero.org ...................................... 65 Ilustración 72. Conexión articulada típica. Fuente: http://www.arquitecturaenacero.org ...................................... 65 Ilustración 74. Detalle de conexión base columna. Fuente: http://www.arquitecturaenacero.org ...................................... 66 file:///C:/Users/DELL/Dropbox/TFIA%20Olga%20Olivas/TFIA%20Olga%20Olivas%20Eduarte%20B58112%2002032022.docx%23_Toc100644729 file:///C:/Users/DELL/Dropbox/TFIA%20Olga%20Olivas/TFIA%20Olga%20Olivas%20Eduarte%20B58112%2002032022.docx%23_Toc100644729 xiii Ilustración 74. Imagen ilustrativa conexión base. Fuente: www.arquitecturaenacero.org ................................................ 67 Ilustración 75. Armado. Fuente: www.urbipedia.org ............... 69 Ilustración 76. Armado. Fuente: www.urbipedia.org ............... 69 Ilustración 77. Problemas vs soluciones. Fuente: https://www.gerdau.com........................................................ 73 Ilustración 78. Problemas vs soluciones. Fuente: https://www.gerdau.com........................................................ 73 Ilustración 79. Composición de la pintura. Fuente: https://www.gerdau.com........................................................ 75 Ilustración 80. Tipos de pintura. Fuente: https://www.gerdau.com........................................................ 75 Ilustración 81. Resistencia de los materiales respecto a la temperatura. Fuente: https://www.gerdau.com ...................... 77 Ilustración 82. Características de los materiales diseñados. https://www.gerdau.com........................................................ 78 Ilustración 83. Mortero Diseñado. Problemas vs soluciones. Fuente: https://www.gerdau.com ........................................... 79 Ilustración 84. Pintura Intumecente. Problemas vs soluciones. Fuente: https://www.gerdau.com ...........................................81 Ilustración 85. Pintura Intumescente. Problemas vs soluciones. Fuente: https://www.gerdau.com ...........................................81 Ilustración 86. Análisis de ciclo de vida. Fuente: SETAC ........... 84 Ilustración 87. Ley de los cinco de Sitter. Fuente: https://repositoriotec.tec.ac.cr/ .............................................. 89 Ilustración 88. Patologías de las estructuras. Fuente: www.rtarquitectura.com ....................................................... 90 Ilustración 89. Contexto del caso de estudio torre BBVA. Fuente: Elaboración propia ................................................................ 92 Ilustración 90. Certificación LEED Gold. Fuente: www.archdaily.mx................................................................. 93 Ilustración 91. Torre BBVA. Fuente: www.archdaily.mx ........... 93 Ilustración 92. Conceptualización BBVA. Fuente: www.archdaily.mx................................................................. 94 Ilustración 93. Conceptualización BBVA. Fuente: www.archdaily.mx................................................................. 94 Ilustración 94. Tratamiento de fachada de la torre BBVA. Fuente: www.archdaily.mx................................................................. 95 Ilustración 95. Vista de la fachada de la torre BBVA. Fuente: www.archdaily.mx................................................................. 95 Ilustración 96. Sistema estructural de la torre BBVA. Fuente: www.archdaily.mx................................................................. 96 Ilustración 97. Acceso a la torre BBVA. Fuente: Pinterest ......... 96 Ilustración 98. Materialidad de la torre BBVA. Fuente: www.archdaily.mx................................................................. 97 Ilustración 99. Contexto del caso de estudio del edificio Media- TIC. Fuente: Elaboración propia ............................................. 99 xiv Ilustración 100. Fachada del edificio Media- TIC. Fuente: www.jmhdezhdez.com ......................................................... 99 Ilustración 101. Esquema de la estructura del estudio del edificio Media- TIC.Fuente: www.jmhdezhdez.com ........................... 101 lustración 102. Estructura del edificio Media- TIC. Fuente: www.jmhdezhdez.com ........................................................ 101 Ilustración 103. Tratamiento de la facha del edificio Media- TIC. Fuente: Pinterest ................................................................. 102 Ilustración 104. Detalle de la fachada del edificio Media- TIC. Fuente: Pinterest ................................................................. 103 lustración 105. Alzados del edificio Media- TIC. Fuente: www.jmhdezhdez.com ........................................................ 103 Ilustración 106. Detalle de la fachada del edificio Media- TIC. Fuente: Pinterest ................................................................. 104 Ilustración 107. Contexto del caso de estudio 8Chifley. Fuente: Elaboración propia. .............................................................. 105 Ilustración 108. Fachada de 8Chifley. Fuente: https://www.rsh- p.com .................................................................................. 106 Ilustración 109. Esquema de 8Chifley. Fuente: https://www.rsh- p.com .................................................................................. 106 Ilustración 110. Estructura de 8Chifley. . Fuente: https://www.rsh-p.com ........................................................ 107 Ilustración 111. Conceptualización de 8Chifley. Fuente: https://www.rsh-p.com ........................................................ 108 Ilustración 112. Sistema estructural de 8Chifley. Fuente: https://www.rsh-p.com ........................................................ 109 Ilustración 113. Núcleo estructural de 8Chifley. Fuente: https://www.rsh-p.com .........................................................110 Ilustración 114. Ejemplo de cerchas metálicas prefabricadas en taller. Fuente: www.albinaco.com ......................................... 112 Ilustración 115. Esquema de la propuesta del proyecto. Fuente: Elaboración propia. ..............................................................114 Ilustración 116. Líneas de acción para la propuesta del proyecto. Fuente: Elaboración Propia. .................................................. 115 Ilustración 117. Aspectos de las tres bases de la sostenibilidad para la propuesta del proyecto. Fuente: Elaboración propia ...116 Ilustración 118. Aspectos a implementar para la propuesta del proyecto. Fuente: Elaboración propia .................................... 117 Ilustración 119. Propuesta Estructura Principal. Fuente: Elaboración Propia. ..............................................................118 Ilustración 120. Vigas de acero para el proyecto. Fuente: www.academia.edu ..............................................................119 Ilustración 121. Columnas de acero para el proyecto. Fuente: www.academia.edu ............................................................. 120 Ilustración 122. Vigas de acero para el proyecto. Fuente: www.academia.edu ............................................................. 120 Ilustración 123. Pre-dimensionamiento del peralte para la estructura. Fuente: Elaboración propia. ................................. 121 xv Ilustración 124. Pre-dimensionamiento del peralte para la estructura. Fuente: Elaboración propia. ................................. 121 Ilustración 125. Resumen del dimensionamiento. Fuente: Elaboración Propia ............................................................... 122 Ilustración 126. Propuesta de cimentación y sótanos. Fuente: Elaboración propia. .............................................................. 123 Ilustración 127. Geometria del Metaldeck. Fuente: www.metalco.net ................................................................ 124 Ilustración 128. Aplicación de Metaldeck. Fuente: www.metalco.net ................................................................ 125 Ilustración 129. Propuesta de entrepiso. Fuente: Metalco y Elaboración propia ............................................................... 126 Ilustración 130. Luces máximas a proponer. Fuente: Metalco y Elaboración propia ............................................................... 127 Ilustración 131. Anclaje de las láminas a la estructura. Fuente: www.metalco.net ................................................................ 128 Ilustración 132. Conexiones de columna-columna. Fuente: Elaboración propia ............................................................... 129 Ilustración 133. Conexión viga-Columna. Fuente: Elaboración propia .................................................................................. 130 Ilustración 134. Conexión Viga-Columna. Elaboración propia . 131 Ilustración 135. Conexión Viga-Columna. Elaboración propia . 132 Ilustración 136. Protección contra la corrosión para el proyecto propuesto. Fuente: Elaboración propia.................................. 133 Ilustración 137. Tipos de pinturas contra la corrosión para el proyecto propuesto. Fuente: www.gruposur.com/web/corrostop/ ......................................134 Ilustración 138. Gráfica de la propuesta de la protección contra fuego columnas. Fuente: Elaboración propia .........................136 Ilustración 139. Gráfico de la propuesta para la protección de vigas contra fuego. Fuente: Elaboración propia...................... 137 Ilustración 140. Cerramientos de fachadas. Fuente: Elaboración propia ..................................................................................138 Ilustración 141. Detalle de cerramiento de fachadas. Fuente: Elaboración propia. ..............................................................139 Ilustración 142. Detalle de cerramiento de fachadas. Fuente: Elaboración propia. ............................................................. 140 Ilustración 143. Simulador del ruido de un camión. Fuente: www.pilkington.com ............................................................141 Ilustración 144. Simulador de la protección acústica del vidrio ante el ruido de un camión. Fuente: www.pilkington.com .... 142 Ilustración 145. Vidrio laminado. Fuente. www.pilkington.com ........................................................................................... 142 Ilustración 146. Esquema de la protección acústica del vidrio laminado. Fuente: Elaboración propia .................................. 142 Ilustración 147. Tabla comparativa del recubrimiento. Fuente: http://www.construtec.cc/ ....................................................143 xvi Ilustración 148. Tabla de calibres de Total Span. Fuente: http://www.construtec.cc/ .................................................... 143 Ilustración 149. Esquema del peralte en el proyecto propuesto. Fuente: Elaboración propia .................................................. 144 Ilustración 150. Pisos sostenibles. Fuente: https://www.armstrongflooring.com/pdbupimages- flr/219428.pdf ...................................................................... 146 Ilustración 151. Cielos acústicos. Fuente: www.zentia.com/en- gb/media/armstrong/Datasheet/8079.PDF y elaboración propia. ........................................................................................... 147 Ilustración 152. Incidencia de viento en fachada norte de edificio. Fuente: Del análisis de Flow Design ...................................... 148 Ilustración 153. Incidencia de viento en el edificio. Fuente: Del análisis de Flow Design ......................................................... 148 Ilustración 154. Incidencia de viento en fachada sur de edificio. Fuente: Del análisis de Flow Design ...................................... 148 Ilustración 155. Incidencia de viento en edificio. Fuente: Del análisis de Flow Design ......................................................... 149 Ilustración 156.Ubicación del edificio. Fuente: Google Earth .. 149 Ilustración 157. Tipos de Parasoles. Fuente: http://www.colt.es ........................................................................................... 151 Ilustración 158. Tipos de Parasoles verticales. Fuente: Pinterest ........................................................................................... 151 Ilustración 159. Tratamiento de fachada Sur. Fuente: Elaboración propia .............................................................. 152 Ilustración 160. Tratamiento de fachada sur. Fuente: Elaboración propia .................................................................................. 153 Ilustración 161. Tratamiento de fachada norte. Fuente: Elaboración propia .............................................................. 154 Ilustración 162. Tratamiento de fachada norte. Fuente: Elaboración propia ............................................................... 155 Ilustración 163. Estructura de fachadas. Fuente: Elaboración propia ................................................................................. 156 Ilustración 164. Estudio solar para el proyecto propuesto. Fuente: Elaboración propia ................................................... 157 Ilustración 165. Vista Fachada sur y oeste (arriba) Fachada norte y oeste (abajo). Fuente: Elaboración propia. ......................... 158 Ilustración 166. Fachada norte y este (arriba) fachada sur y este (abajo). Fuente: Elaboración propia ...................................... 159 Ilustración 167. Alcance paneles fotovoltaicos. Fuente: Elaboración propia. ............................................................. 160 Ilustración 168. Cálculo de consumo e inversión. Fuente: www.cr-solar.com ............................................................... 162 Ilustración 169. Espacio necesario para la colocación de los paneles. Fuente: Elaboración propia. .....................................163 Ilustración 170. Ángulo de aplicación de los paneles solares. Fuente: http://www.acesolar.org/ ........................................ 164 xvii Ilustración 171. Selección del tanque de agua. Fuente: lacasadeltanque.com/costa-rica ........................................... 167 Ilustración 172. Sistema de filtración y purificación. Fuente Jay M. Smith MFG. Co ................................................................ 168 Ilustración 173. Cálculos para el sistema de desinfección de aguas. .................................................................................. 169 Ilustración 174. Reutilización de aguas pluviales. Fuente: Elaboración propia. .............................................................. 170 Ilustración 175. Resumen de la evaluación Multicriterio para el proyecto propuesto. ............................................................. 198 Ilustración 176. Resultado eficiencia energética. Fuente: App EDGE................................................................................... 199 Ilustración 177. Resultado Consumo de Agua. Fuente: App EDGE .......................................................................................... 200 Ilustración 178. Resultado Eficiencia de los materiales. Fuente: App EDGE............................................................................ 201 Ilustración 179. Resumen de la propuesta. Fuente: Elaboración propia. ................................................................................. 203 Ilustración 180. Resumen de la propuesta. Fuente: Elaboración propia. .................................................................................205 Ilustración 181. Análisis del ciclo de vida, izquierda propuesta concreto. Derecha propuesta metal. Fuente: oneclicklcaapp.com .......................................................................................... 209 Ilustración 182. Cálculos en cimentaciones de concreto. Fuente: oneclicklcaapp.com ............................................................. 210 Ilustración 183. Cálculos de concreto en estructuras verticales. Fuente: oneclicklcaapp.com .................................................. 211 Ilustración 184. Cálculos de concreto en estructuras horizontales. Fuente: oneclicklcaapp.com ................................................. 212 Ilustración 185. Materiales con más CO2. Fuente: oneclicklcaapp.com ..............................................................213 Ilustración 186. Resultados de la evaluación del ciclo de vida. Fuente: oneclicklcaapp.com ................................................. 214 Ilustración 187. Esquemas de contribución del calentamiento global por tipo de material respecto al concreto. Fuente: oneclicklcaapp.com ............................................................. 215 Ilustración 188. Cálculos cimentaciones de acero. Fuente: oneclicklcaapp.com ............................................................. 216 Ilustración 189. Cálculos del acero en estructuras verticales. Fuente: oneclicklcaapp.com ................................................. 216 Ilustración 190. Cálculos de acero en estructuras horizontales. Fuente: oneclicklcaapp.com .................................................. 217 Ilustración 191. Esquemas de contribución del calentamiento global por tipo de material respecto al acero. Fuente: oneclicklcaapp.com ............................................................. 218 Ilustración 192. Materiales con más CO2 respecto al acero. Fuente: oneclicklcaapp.com ................................................. 219 xviii Ilustración 193. Distribución de resultados por etapas del ciclo de vida. Fuente: oneclicklcaapp.com ........................................ 220 Ilustración 194. Impactos del ciclo de vida por etapa como columnas apiladas. Fuente: oneclicklcaapp.com .................... 221 Ilustración 195. Resultados del análisis del ciclo de vida para el proyecto propuesto en acero. Fuente: oneclicklcaapp.com ... 222 Ilustración 201. Flujo de efectivo para el proyecto en concreto. Fuente: Elaboración propia .................................................. 296 Ilustración 202. Variables para el proyecto en concreto. Fuente: Elaboración Propia ............................................................... 297 Ilustración 203. Flujo de efectivo para el proyecto propuesto en acero. Fuente: Elaboración propia. ....................................... 298 Ilustración 204. Variables para el proyecto propuesto en acero. Fuente: Elaboración propia .................................................. 299 LISTA DE TABLAS Tabla 1. Análisis de Edge APP ................................................. 53 Tabla 2. Soluciones ante patologías más comunes del acero y concreto ............................................................................... 90 Tabla 3. FODA Sistema de perfiles metálicos ......................... 111 Tabla 4. Análisis de vientos ................................................... 149 Tabla 5. Consumo de energía eléctrica .................................. 161 Tabla 6. Consumo de agua potable ....................................... 165 Tabla 7. Recolección de agua de lluvia para cubrir demanda de inodoros, mingitorios y áreas verdes del proyecto ................. 166 Tabla 8. Matriz Multicriterio Variables Físico - Ambiental ....... 171 Tabla 9. Matriz Multicriterio Variables Socio Cultural ............. 179 Tabla 10. Matriz Multicriterio Variables Económica financiera 189 Tabla 11. Resumen evaluación Edge propuesta nueva ........... 202 Tabla 12. Cálculo huella carbono estructura concreto ............ 206 Tabla 13. Cálculo huella carbono estructura metálica ............ 207 Tabla 14. Comparativa entre ambos sistemas. ...................... 223 Tabla 15. Costos de materiales y mano de obra de la propuesta original de concreto ............................................................. 224 Tabla 16. Costos de materiales y mano de obra de la propuesta con estructura metálica ....................................................... 225 Tabla 17. Guías de mantenimiento para estructuras de concreto y metálicas .......................................................................... 226 Tabla 18. Resumen guías de mantenimiento para estructuras de concreto y metálicas ............................................................ 227 Tabla 19. Cuadro comparativo entre acero-concreto ............. 229 Tabla 20. Criterios para toma de decisiones .......................... 234 Tabla 21. Matriz Multicriterio Propuesta Original-Variables físico ambiental ........................................................................... 248 Tabla 22. Matriz Multicriterio Propuesta Original-Variables social cultural ............................................................................... 259 xix Tabla 23. Matriz Multicriterio Propuesta Original-Variables físico ambiental ............................................................................ 270 xx xx LISTA DE ABREVIATURAS ASTM: American Society for Testing and Materials AYA: Acueductos y Alcantarillados. BBVA: Banco Bilbao Vizcaya Argentaria CINDE: Coalición Costarricense de Iniciativas de Desarrollo CO2E: Dióxido de Carbono Equivalente EDGE: Excellence in Design for Greater Efficiencies EEUU: Estados Unidos IAT: Instituto de Arquitectura Tropical IFA: Índice de Fragilidad Ambiental ICE: Instituto Costarricense de Electricidad. IDH: Índice de Desarrollo Humano IMN: Instituto Meteorológico Nacional INTECO: Instituto de Normas Técnicas de Costa Rica LEED: Leadership in Energy and Environmental Design MOPT: Ministerios de Obras Públicas y Transportes. SETENA: Secretaría Técnica Nacional UCR: Universidad de Costa Rica VRF: Variable Refrigerant Flow . 21 21 1 CAPÍTULO 1. INTRODUCCIÓN. El presente trabajo da continuidad a la investigación desarrollada durante el Taller de Diseño de “Edificaciones y sus Materiales”, donde se establecieron los principales ejes de la investigación, el objeto de estudio e intervención de la propuesta se trata del Edificio D del Centro Comercial City Place, y cuyo uso específico es el establecimiento de un oficentro, ubicado en el cantón de Santa Ana en la provincia de San José en Costa Rica. La investigación se centra en la aplicación de criterios de sostenibilidad en un proyecto de arquitectura y que se basa en el análisis de un sistema constructivo de piezas metálicas hechizas sustituyendo al sistema planteado originalmente basado en elementos de concreto como columnas y losas postensadas. La intención es la comparación entre ambos sistemas, desde la propuesta original y las mejoras realizadas en la propuesta, pudiendo así llegar a conclusiones que permitan implementar los resultados en proyectos similares, enfatizando la materialidad, sostenibilidad en todos sus aspectos y realizando una comparativa a nivel de costos. La metodología del desarrollo de la propuesta se basa en herramientas adquiridas durante los cursos de Maestría, acordes a la realidad de donde emerge el proyecto y así determinar cuáles de las prácticas sostenibles pueden aplicarse de acuerdo con entorno y realidad a la que se integra dicho proyecto. El proyecto actual consiste en un centro de oficinas de 8 niveles más tres niveles de sótanos, que responde a las necesidades del desarrollador de ofrecer al mercado centros de trabajo para empresas que se quieran establecer en la zona de Santa Ana, la cual es muy atractiva por diversas razones para el desarrollo de diversas actividades económicas, el diseño está pensado en satisfacer necesidades espaciales y que, por temas presupuestarios o de diseño, no contempla ciertas acciones para mejorar la respuesta del edificio desde un punto de vista más sostenible. La evaluación de la propuesta debe ser objetiva por lo que se utiliza la herramienta denominada Matriz Multicriterio, también la herramienta del cálculo de la huella de carbono para determinar objetivamente el impacto en el ambiente de cada sistema. 2 1.1 JUSTIFICACIÓN E IMPORTANCIA En Costa Rica es común la utilización de sistema constructivo de estructuras metálicas sin embargo las buenas prácticas son escasas. En esta investigación se busca realizar un profundo entendimiento del sistema para aplicarlo a un anteproyecto arquitectónico ya establecido originalmente con otro sistema. El análisis profundo de las ventajas y desventajas que nos puede ofrecer un sistema como la estructura metálica versus un sistema tan común como lo es el sistema constructivo de columnas y losas de concreto es lo que durante este estudio puede justificar la utilización de uno u otro en proyectos con características similares al proyecto desarrollado en este trabajo Tener una visualización integral del problema arquitectónico, en miras siempre de generar propuestas acordes a la necesidad del planeta de productos que van de la mano con una política ecoamigable debe ser el objetivo de cualquier profesional en arquitectura e ingeniería. 1.2 EL PROBLEMA El proyecto en análisis surge como una inversión del grupo Rocca Development Group, empresa de capital costarricense, que pretende solventar las necesidades de espacios de oficina a empresas que requieren puestos de trabajo para sus empleados. Este proyecto está ubicado en el Centro Comercial en Santa Ana en la zona oeste de San José, y que se ha convertido en los últimos años en un punto de gran atracción para las empresas especialmente de capital privado nacional, pero en especial empresas multinacionales. Este edificio está conceptualizado para satisfacer esas necesidades espaciales, con una tipología similar a los otros edificios que forman parte del complejo arquitectónico del centro comercial, estructura de concreto, fachadas de estructura liviana y grandes paños de ventanas fijas. Ahora bien, la siguiente definición habla sobre “(…) la arquitectura alternativa sostenible que es la exploración y aplicación de criterios espaciales, estructurales y tecnológicos acordes al contexto y el adecuado aprovechamiento de los recursos naturales y energéticos (…)” (Nader, 2019). De lo 3 anterior se deriva el problema, ya que, tomando esta definición, en muchas de las edificaciones que se diseñan y construye en Costa Rica se presentan soluciones para las necesidades de espacio, pero se dejan en segundo plano aspectos que pueden elevar la clasificación o una evaluación más sostenible. Es claro que muchas veces se omiten dentro del programa de diseño elementos que contribuyen a disminuir el impacto tanto ambiental y social dentro de su contexto inmediato, por diversas razones entre las que se pueden citar el presupuesto o la subvaloración por parte del inversionista. Ahora bien, poder contar con las referencias en cuando a la implementación de diferentes sistemas constructivos en un mismo proyecto arquitectónico, puede despejar dudas en los diseñadores con respecto a la huella ecológica de uno u otro sistema, consumo de energía o mantenimiento, para disminuir el impacto ambiental asociado a la concepción, construcción y operación del edificio. 1.3 OBJETIVO GENERAL Realizar una aplicación de criterios de sostenibilidad y un sistema constructivo alternativo al diseño original del edifico D del Centro Comercial City Place, ubicado en la ciudad de Santa Ana, San José, Costa Rica; con el fin de generar una comparación de dos propuestas que incluyen diferentes criterios de sostenibilidad y así obtener datos que pueden tomarse en cuenta en decisiones de diseño y construcción. 1.4 OBJETIVOS ESPECÍFICO S  Analizar a fondo el proyecto del edificio D desde contexto hasta aspectos arquitectónicos, constructivos y ambientales para entender a profundidad cada uno de estos, tanto constructivo como su respuesta al entorno físico y social.  Realizar una evaluación de la propuesta original por medios de métodos y herramientas con el fin de generar un diagnóstico de los elementos arquitectónicos y estructurales buscando tanto fortalezas como oportunidades de mejora.  Investigar a fondo el sistema de estructuras metálicas para determinar los aspectos que son aplicables al proyecto en estudio con el fin de mejorar la calidad de la edificación.  Generar una propuesta aplicando criterios de sostenibilidad en todos los ámbitos, contemplando los conceptos investigados del sistema constructivo de perfiles metálicos. 4  Realizar una evaluación de la nueva propuesta con el fin de determinar si mejoró su grado de sostenibilidad ambiental social y financiera con respecto al diseño original para finalmente hacer la comparación objetiva de ambas. 1.5 DELIMITACIÓN Y ALCANCE DE LA INVESTIGACIÓN 1.5.1 DELIMITACIÓN FÍSICA Dentro de la investigación de desarrolla un análisis de la propuesta arquitectónica y estructural del Edificio D del Centro Comercial City Place en la ciudad de Santa Ana En la provincia de San José, Costa Rica y de su entorno más cercano. 1.5.2 DELIMITACIÓN TEMPORA L La investigación se realiza con datos colectados en un periodo de los dos últimos años, se toma como referencia los cambios desde la concepción del edificio en 2015 a la actualidad. 1.5.3 DELIMITACIÓN SOCIAL Se incluirá una evaluación de como las mejoras propuestas pueden aportar a los principales usuarios del proyecto:  Empleados de las oficinas  Personal de mantenimiento  Vecinos más cercanos del edificio. 1.5.4 ALCANCE La finalidad de esta investigación es obtener la información más valiosa y detallada sobre el sistema de perfiles hechizos metálicos para sustentar la aplicabilidad de este sobre la propuesta original del proyecto del edificio D (oficentro) del Centro Comercial City Place, de manera tal que se pueda implementar en el modelo tridimensional del edificio y poder generar una serie de resultados cualitativos y cuantitativos que permitan evaluar la sostenibilidad y facilidad constructiva de ambos sistemas (concreto-metal) de manera objetiva y que de esta forma se contribuya a la toma de decisiones tanto arquitectónicas como financieras en proyectos similares en tipología y conceptualización en la realidad de Costa Rica. Se mantiene la distribución arquitectónica de los espacios de la propuesta original, pero se hace que la intervención contemple la propuesta del cambio de la estructura principal del edificio en perfiles de acero para columnas, vigas, estructura de cubierta y estructuras secundarias como fachadas, así como materialidad 5 en acabados de pisos y paredes, finalmente aspectos relacionados al consumo de energía y agua. 1.6 LIMITACIONES La principal limitación de la aplicación del sistema constructivo basado en acero es la escasez de materia prima y fluctuaciones en el precio de la misma, dada la pandemia provocada por el virus Sars-COV2 que la enfermedad Covid-19, las dinámicas del comercio y la industrial a nivel mundial tuvieron cambios abruptos. En el primer semestre 2020 tuvo un gran impacto en la industria del acero a nivel mundial, tanto términos de producción como de demanda (…) la producción se redujo a niveles históricos producto del confinamiento del segundo semestre trimestre del año. China, quienes son un gigante económico y uno de los mayores consumidores de la materia prima, pasó de ser exportador a principios del 2020 a ser importador, ya que su demanda interna superó la producción, las exportaciones de este país cayeron 67% mientras que sus importaciones subieron un 150%, según la entrevista realizada a Timna Tanners analista de Bank of America quien proporciona los datos. Durante el segundo semestre 2020 y primero del 2021, cuando se empezó a dar la recuperación económica, las fábricas tardaron en reanudar la producción, por ende, los países que son potencia económica, empezaron a priorizar que su manufacturación satisfaga primeramente la demanda interna. Todo esto provoca una escasez y pánico en las economías que desembocan inevitablemente en el aumento de precio, en Estados Unidos, que es uno de los mayores consumidores de acero a nivel mundial, el precio se elevó hasta tres veces al iniciar el segundo semestre 2021, pasando el acero enrollado de $460 a $1500, basado en los datos proporcionados por Timna Tanners analista de Bank of America. 6 CAPÍTULO 2. MARCO METODOLÓGICO Este trabajo se basa en la propuesta de cambio de sistema constructivo aplicación de criterios de sostenibilidad a un proyecto de arquitectura en el ámbito costarricense. Este ya con un anteproyecto establecido con otro sistema. Se genera una propuesta de mejoras a raíz del análisis exhaustivo de dicho proyecto. De ahí se generaron hallazgos importantes que sumado a la construcción de la matriz Multicriterio dieron pie a la propuesta de las mejoras que giraron sobres tres grandes ejes: Sostenibilidad, Materialidad y Análisis de costos. 2.1 METODOLOGÍA / CAPÍTU LO 3. Objetivo: Analizar a fondo el proyecto del edificio D desde contexto hasta aspectos arquitectónicos, constructivos y ambientales para entender a profundidad cada aspecto, tanto constructivo como su respuesta al entorno físico y social. Metodología:  Observación, análisis arquitectónico y estructural.  Documentos, registros, materiales. Actividades:  Estudio profundo de la propuesta original, basándose en el análisis de planos y modelo tridimensional del edificio.  Análisis del entorno urbano, ambiental y la materialidad para determinar los aspectos que pueden mejorar de la propuesta inicial. 2.2 METODOLOGÍA / CAPÍTU LO 4. Objetivo: Realizar una evaluación de la propuesta original por medios de métodos y herramientas con el fin de generar un diagnóstico de los elementos arquitectónicos y estructurales buscando tanto fortalezas como oportunidades de mejora. Metodología:  Documentos, registros, materiales.  Herramientas de evaluación. Actividades:  Calibración de la matriz Multicriterio  Evaluación de la propuesta original con la aplicación con las herramientas establecidas.  Detectar los puntos donde pueden incorporarse las mejoras para levantar la evaluación al proyecto. 7 2.3 METODOLOGÍA / CAPÍTU LO 5. Objetivo: Investigar a fondo el sistema de estructuras metálicas para determinar los aspectos que son aplicables al proyecto en estudio con el fin de mejorar la calidad de la edificación. Metodología:  Estudio de casos  Documentos, registros, materiales. Actividades:  Compilación de datos técnicos relacionados al sistema constructivo de perfiles metálicos hechizos.  Estudio de proyectos con características estructurales similares y cuyas técnicas o tecnologías sean aplicables al proyecto en análisis.  Documentación de las pautas y tendencias claves en el diseño de estructuras metálicas. 2.4 METODOLOGÍA / CAPÍTULO 6. Objetivo: Generar una propuesta aplicando criterios de sostenibilidad en todos los ámbitos, contemplando la aplicación de los conceptos de sostenibilidad y tecnologías investigadas del sistema constructivo de perfiles metálicos, con el fin de generar una alternativa de diseño aplicando los aspectos investigados. Metodología:  Observación  Documentos, registro, materiales.  Aplicación de los resultados de la investigación: ingenierías de valor, aplicación del nuevo material de la estructura principal, materiales de acabados. Actividades:  Esquematización de la aplicación de las ingenierías de valor, aplicación del material seleccionado a la estructura principal.  Aplicación de técnicas para el ahorro de consumo de agua y energía eléctrica.  Propuesta para el cambio por materiales más ecoamigables.  Análisis del costo de los cambios versus la versión original del proyecto. 8 2.5 METODOLOGÍA / CAPÍTU LO 7. Objetivo: Realizar una evaluación de la nueva propuesta con el fin de determinar si mejoró su grado de sostenibilidad ambiental social y financiera con respecto al diseño original para finalmente hacer la comparación objetiva de ambas. Metodología:  Documentos, registros, materiales.  Herramientas de evaluación. Actividades: Evaluación de la propuesta nueva con la aplicación de las herramientas establecidas.  Generar una evaluación de la propuesta mediante herramientas como la Matriz Multicriterio y la Evaluación EDGE.  Realizar una comparativa global ambas propuestas y sistemas constructivos.  Desarrollo de conclusiones y recomendaciones. 9 A continuación, la metodología graficada. Ilustración 1. Metodología. Fuente: Elaboración Propia 10 CAPÍTULO 3. ANÁLISIS DEL PROYECTO En este capítulo se realizará un estudio completo del Edificio D de City Place, desde características generales, pasando por su contexto hasta la especificidad de sus materiales y aspectos arquitectónicos y constructivos, datos facilitados por la desarrolladora. 3.1 DESCRIPCIÓN GENERAL CARACTERISTICA DESCRIPCIÓN DE LA CARACTERISTICA NOMBRE DEL PROYECTO Edificio D de Centro Comercial City Place: Oficentro UBICACIÓN DEL PROYECTO Santa Ana, San José ÁREA 27500 m2 DISEÑO ARQUITECTÓNICO Departamento de diseño de Rocca Group DISEÑO ESTRUCTURAL BA Ingeniería DISEÑO ELECTROMECANICO Circuito S.A PROPIETARIO Rocca Portafolio Comercial S.A AÑO DE LA CONSTRUCCIÓN Inicio de la construcción segundo semestre 2017, en la actualidad la construcción se detuvo a la espera de financiamiento USO DE LA EDIFICACIÓN Primer nivel: Zona destinada a comercio y restaurantes. Del segundo nivel al octavo nivel: área destinada a oficinas CANTIDAD DE NIVELES 8 niveles Ilustración 2. Descripción general del proyecto. Fuente: Rocca Portafolio Comercial 11 3.2 ANÁLISIS DE LOS INVOLUCRADOS Estructura Organizativa general con los principales actores involucrados en el desarrollo y ejecución del proyecto: Ilustración 3. Estructura organizativa de los principales actores involucrados. Fuente: Elaboración Propia 12 3.3 CONTEXTO DEL PROYECTO 3.3.1 POSICIÓN GEOGRÁFICA Las coordenadas geográficas medías del cantón de Santa Ana están dadas por 09°55´09" latitud norte y 84°12´30" longitud oeste. La anchura máxima es de trece kilómetros, en dirección norte a sureste, desde el Puente de Mulas hasta los cerros de Escazú. Ilustración 4. Cantón de Santa Ana. Fuente: Municipalidad de Santa Ana Según datos obtenidos en el sitio web de la Municipalidad de Santa Ana, el decreto que creó al cantón de Santa Ana autorizaba al poder ejecutivo para que procediera a determinar sus límites, así como los de los seis distritos que lo integran. A finales de octubre de 1907, el gobierno designó a don Octavio Quesada para practicar los estudios que fijarían los límites, quedando de la siguiente forma:  Norte: colinda con Heredia y Alajuela.  Este: colinda con el Cantón de Escazú  Oeste: Colinda con el Cantón de Mora.  Sur: Colinda con el cantón de Mora. 3.3.2 MAPA DE ZONIFICACIÓN DEL CANTÓN El proyecto se encuentra inmerso en una zona catalogada como Zona de desarrollo comercial y logística, como se puede apreciar en la ilustración 5 tomada del mapa de Zonificación del cantón de Santa Ana de la Municipalidad de Santa Ana. 13 Ilustración 5. Zonificación del proyecto. Fuente: Municipalidad de Santa Ana Delimitada en la zona oeste por la quebrada Celeste, cruzando este límite natural se encuentra el Centro de Conservación de Santa Ana. 3.3.3 MAPA DE ÍNDICE DE FR AGILIDAD AMBIENTAL Ilustración 6. Mapa de IFA en Santa Ana. Fuente: Municipalidad de Santa Ana. La metodología de Índices de Fragilidad Ambiental (IFA) permite conocer a grandes rasgos las condiciones ambientales de una zona. Según el Plan Regulador de Santa Ana, se clasifican en una escala de 1 a 5, donde 1 es un valor de IFA muy alto y 5 es un valor muy bajo. Los Índices de Fragilidad Ambiental (IFA) refieren a la concepción de la fragilidad y la aptitud, y a su determinación a través de cuatro ejes 14 fundamentales (llamados también a su vez IFA) que reúnen variables consideradas pertinentes para la realidad nacional, el desarrollo sostenible y la protección ambiental. Las variables son posteriormente asociadas, a través de sumas y reclasificaciones; alrededor de ejes o factores. Así el IFA Integrado, se calcula como la suma y reclasificación de 4 ejes, llamados aptitudes, que son: geoaptitud, bioaptitud, edafoaptitud y antropoaptitud. Particularmente, el IFA de geoaptitud se subdivide en 5 Factores, a saber: litopetrofísico, geodinámico externo, hidrogeología, amenazas naturales y deslizamiento. Ilustración 7. Calcula de IFA. Fuente: Plan regulador Santa Ana En la ilustración 6 se observa el IFA del cantón de Santa Ana, la zona donde el proyecto se encuentra está en la escala de 3, es decir bajo, esta categoría 3 que se radican en el casco central del cantón se recomienda la consolidación y densificación del área, dada su accesibilidad y baja susceptibilidad a los procesos naturales. 3.4 HITOS URBANOS CERCANOS El proyecto se encuentra localizado en la ciudad de Santa Ana, en el centro comercial City Place. Cerca de hitos importantes tales como 1. Torre Murano, centro urbano y de oficinas; 2. Centro de conservación Santa Ana; 3. Cruz Roja de Santa Ana; 4.Parque de Santa Ana;5. Templo Católico de Santa Ana;6. Ruta Nacional 27 Carretera San José-Caldera. 15 Ilustración 8. Hitos urbanos en Santa Ana. Fuente: www.googleearth.com y elaboración propia En la imagen de la derecha se señalan algunos hitos importantes cerca del proyecto, y la imagen de la izquierda señala los edificios que forman parte del complejo City Place, el edificio D es el edificio a analizar. 16 3.5 DATOS CLIMÁTICOS Los datos climáticos de la zona de Santa Ana, muestra que la región se caracteriza por temperaturas elevadas y una sensación bochornosa el 69% de los días del año. Según la estación más cercana del Instituto Meteorológico Nacional (IMN), la cual se encuentra ubicada en la Antigua Finca La Lornessa, hoy conocida como Centro de Conservación Santa Ana, las coordenadas geográficas de la estación son las siguientes: Latitud: 09 ° 56 ' N Longitud: 84 ° 11 'O Altitud. 909 m.s.n.m. En Santa Ana, la estación húmeda es húmeda y nublada, la estación seca está parcialmente nublada y es cálida durante todo el año. En el transcurso del año, la temperatura típicamente varía de 18.33°C a 28.33 °C y rara vez está por debajo de17C o por encima de 30°C Los datos del clima proporcionados por el IMN se resumen en la siguiente tabla: Ilustración 9. Promedios mensuales climáticos de Santa Ana. Fuente: Instituto Meteorológico Nacional. Dado que los datos de la estación Lornessa no contiene datos da humedad relativa, radiación y velocidad de los vientos se toman en cuenta los datos de la estación más cercana Belén. 17 Ilustración 10. Promedios mensuales climáticos de Belén. Fuente: Instituto Meteorológico Nacional. Ilustración 11. Escala de colores datos meteorológicos. Fuente: Elaboración propia, datos lMN. La escala de colores mostrada en la ilustración 11, resume de una manera más visual e identificables los datos climatológicos donde verde son los promedios mensuales más bajos de la fila y los rojos los más altos. Los siguientes datos meteorológicos fueron obtenidos de la página es.weatherspark.com para el cantón de Santa Ana, San José Costa Rica, muestran más a detalle 3.5.1 TEMPERATURA La estación cálida dura 1,8 meses, del 4 de marzo al 29 de abril, con una temperatura media diaria alta por encima de los 28°C. El día más caluroso del año es el 2de abril, con un máximo promedio de 29 °C y un mínimo de 19 °C. La estación fresca dura 2,9 meses, del 12 de septiembre al 9 de diciembre, con una temperatura media diaria alta por debajo de los 26°C.El día más frío del año es el 1 de octubre, con una mínima medía de 18 C y máxima de 26°C Estacion:84 11 LORNESSA + 84199 BELEN Latitud: 09 ° 58 ' N Longitud: 84 ° 11 'O Altitud. 926 m.s.n.m Elementos Enero Febr. Marzo Abril Mayo Junio Julio Agosto Set. Oct. Nov. Dic. LLUVIA 6,5 8,9 13,6 63,1 220,9 255,2 163,7 207,1 292,6 295,5 111,6 20,1 TEM.MAX. 28,6 29,7 30,9 31,4 29,8 28,5 28,3 28,5 28,1 27,8 27,8 28,1 TEM.MIN. 18,0 18,2 18,3 18,5 18,5 18,1 18,3 18,0 17,5 17,5 18,0 18,2 TEM.MED. 23,3 23,9 24,6 25,0 24,1 23,3 23,3 23,2 22,8 22,6 22,9 23,1 HUMEDAD 62,5 60,6 60,2 67,0 77,3 78,9 74,8 77,4 81,7 83,1 75,6 67,3 VIENTO VEL. 26,9 25,9 25,6 16,8 11,5 11,4 14,9 11,7 9,1 8,5 15,1 22,0 RADIACION 18,7 20,1 21,5 15,2 15,1 15,0 14,5 14,7 14,6 14,0 14,0 16,2 18 Ilustración 12. Temperatura media alta y baja de Santa Ana. Fuente: es.weatherspark.com La siguiente figura muestra una caracterización compacta de todo el año de temperaturas medías horarias. El eje horizontal es el día del año, el eje vertical es la hora del día y el color es la temperatura medía de esa hora y día. Ilustración 13. Temperatura media por hora de Santa Ana. Fuente: es.weatherspark.com 3.5.2 NUBOSIDAD En Santa Ana, el porcentaje promedio del cielo cubierto por nubes experimenta una variación estacional extrema a lo largo del año. La parte más clara del año en Santa Ana comienza alrededor del 24 de noviembre y dura 4,5 meses, terminando alrededor del 9 de abril el 1 de enero, el día más despejado del año, el cielo está despejado, en su mayoría despejado, o parcialmente nublado el 64% el tiempo, y nublado o mayormente nublado el 36% del tiempo. 19 La parte más nublada del año comienza alrededor del 9 de abril y dura 7,5 meses, terminando alrededor del 24 de noviembre. El 5de junio, el día más nublado del año, el cielo está nublado o mayormente nublado el 95% del tiempo, y despejado, mayormente despejado, o parcialmente nublado el 5% del tiempo. Ilustración 14. Nubosidad de Santa Ana. Fuente: es.weatherspark.com 3.5.3 PRECIPITACIÓN Para mostrar la variación dentro de los meses y no solo los totales mensuales, mostramos las precipitaciones acumuladas durante un período de 31 días que se centra en cada día del año. Santa Ana experimenta una variación estacional extrema en las precipitaciones mensuales. Llueve durante todo el año en Santa Ana. La mayor cantidad de lluvia cae durante los 31 días centrados en torno al 11de octubre, con una acumulación medía total de 167 milímetros. La menor lluvia cae alrededor del 15de marzo, con una acumulación total promedio de 15 milímetros Ilustración 15. Precipitación media mensual de Santa Ana. Fuente: es.weatherspark.com 3.5.4 HUMEDAD Basamos el nivel de confort de humedad en el punto de rocío, ya que determina si la transpiración se evaporará de la piel, 20 enfriando así el cuerpo. Los puntos de rocío más bajos se sienten más secos y los puntos de rocío más altos se sienten más húmedos. Santa Ana experimenta una variación estacional extrema en la humedad percibida. El período más húmedo del año dura 7,9 meses, del 14 de abril al 10 de diciembre. El día más húmedo del año es el 4 de junio, con condiciones de humedad el 69% del tiempo. Ilustración 16.Confort de humedad en Santa Ana. Fuente: es.weatherspark.com 3.5.5 VIENTO La velocidad promedio del viento por hora en Santa Ana experimenta una leve variación estacional en el transcurso del año. Ilustración 17. Velocidad media del viento en Santa Ana. Fuente: es.weatherspark.com La parte más ventosa del año dura 3,7 meses, del 16 de diciembre al 6 de abril, con velocidades medías de viento de más de 4,4 kilómetros por hora. El día más ventoso del año es el 25de febrero, con una velocidad medía del viento por hora de 5,7 kilómetros por hora. 21 3.5.6 DIAGRAMA DE GIVONI Según Luxán (1996), estas zonas corresponden a áreas en las que se dan unos condicionantes climáticos similares, que pueden ser agrupados dentro de una misma categoría para la cual existe una solución bioclimática a resolver. Éstas son las categorías: 1 – Zona de confort 2 – Zona de confort permisible 3 – Calefacción por ganancias internas 4 – Calefacción solar pasiva 5 – Calefacción solar activa 6 – Humidificación 7 – Calefacción convencional 8 – Protección solar 9 – Refrigeración por alta masa térmica 10 – Enfriamiento por evaporación 11 – Refrigeración por alta masa térmica con ventilación nocturna 12 – Refrigeración por ventilación natural y mecánica 13 – Aire acondicionado 14 – Deshumidificación convencional Según el análisis de los datos del clima podemos ubicar en el diagrama de Givoni, obtenido de los datos sacados de la información meteorológica del IMN Ilustración 18. Diagrama de Givoni de Santa Ana. Fuente: Arquitectura y clima en Andalucía. 22 El promedio de la temperatura anual es de 23.5 °C (ubicado en el díagrama), el promedio anual de la humedad relativa, ronda el 72.2% y también está graficado en la imagen anterior. Al intercecar ambas variables se ubica en la zona 2 que corresponde a una zona de confort permisible 3.6 ZONA CONFORT En la siguiente tabla de las zonas de confort, se muestra que durante todo el año se mantiene dentro del límite superior de la zona de confort neutral. Se puede observar que alrededor del mediodía y hacia las primeras horas de la tarde las temperaturas se encuentran fuera de la zona de confort dado que sobrepasan los 25°C, también por debajo de los limites desde la media noche hasta las 7 de la mañana la mayoría de los meses del año. Por otro lado, desde las 8am hasta la 1pm se encuentran dentro de los limites superior e inferior de la zona de confort, y de las 5pm a las 10pm en la mayoría de los meses del año. Ilustración 19. Zonas de confort anuales para Santa Ana. Fuente: Elaboración propia. ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SET OCT NOV DIC 28,6 29,7 30,9 31,4 29,8 28,5 28,3 28,5 28,1 27,8 27,8 28,1 18 18,2 18,3 18,5 18,5 18,1 18,3 18 17,5 17,5 18 18,2 10,6 11,5 12,6 12,9 11,3 10,4 10 10,5 10,6 10,3 9,8 9,9 HORA S 23:00 0,38 22,1 22,6 23,1 23,5 22,8 22,1 22,1 22,0 21,6 21,5 21,8 22,0 22:00 0,46 22,9 23,5 24,1 24,5 23,7 22,9 22,9 22,8 22,4 22,3 22,5 22,8 21:00 0,54 23,7 24,4 25,1 25,4 24,6 23,7 23,7 23,7 23,2 23,0 23,3 23,5 20:00 0,62 24,5 25,3 26,1 26,4 25,5 24,5 24,5 24,5 24,0 23,8 24,0 24,3 19:00 0,69 25,3 26,2 27,0 27,4 26,3 25,3 25,2 25,3 24,8 24,6 24,8 25,1 18:00 0,77 26,2 27,0 28,0 28,4 27,2 26,1 26,0 26,1 25,7 25,4 25,5 25,8 17:00 0,85 27,0 27,9 29,0 29,4 28,1 26,9 26,8 26,9 26,5 26,2 26,3 26,6 16:00 0,92 27,8 28,8 29,9 30,4 28,9 27,7 27,5 27,7 27,3 27,0 27,0 27,3 15:00 1,00 28,6 29,7 30,9 31,4 29,8 28,5 28,3 28,5 28,1 27,8 27,8 28,1 14:00 0,91 27,6 28,7 29,8 30,2 28,8 27,6 27,4 27,5 27,1 26,9 26,9 27,2 13:00 0,82 26,7 27,6 28,6 29,1 27,7 26,6 26,5 26,6 26,2 25,9 26,0 26,3 12:00 0,73 25,7 26,6 27,5 27,9 26,7 25,7 25,6 25,6 25,2 25,0 25,1 25,4 11:00 0,64 24,7 25,5 26,3 26,7 25,7 24,7 24,7 24,7 24,2 24,1 24,2 24,5 10:00 0,55 23,8 24,5 25,2 25,5 24,7 23,8 23,8 23,7 23,3 23,1 23,3 23,6 09:00 0,45 22,8 23,4 24,0 24,4 23,6 22,8 22,8 22,8 22,3 22,2 22,5 22,7 08:00 0,36 21,9 22,4 22,9 23,2 22,6 21,9 21,9 21,8 21,4 21,2 21,6 21,8 07:00 0,27 20,9 21,3 21,7 22,0 21,6 20,9 21,0 20,9 20,4 20,3 20,7 20,9 06:00 0,18 19,9 20,3 20,6 20,8 20,6 20,0 20,1 19,9 19,4 19,4 19,8 20,0 05:00 0,09 19,0 19,2 19,4 19,7 19,5 19,0 19,2 19,0 18,5 18,4 18,9 19,1 04:00 0,00 18,0 18,2 18,3 18,5 18,5 18,1 18,3 18,0 17,5 17,5 18,0 18,2 03:00 0,08 18,8 19,1 19,3 19,5 19,4 18,9 19,1 18,8 18,3 18,3 18,8 19,0 02:00 0,15 19,6 20,0 20,2 20,5 20,2 19,7 19,8 19,6 19,1 19,1 19,5 19,7 01:00 0,23 20,4 20,9 21,2 21,5 21,1 20,5 20,6 20,4 19,9 19,9 20,3 20,5 00:00 0,31 22,1 21,7 22,2 22,5 22,0 21,3 21,4 21,2 20,8 20,7 21,0 21,2 5,3 5,8 6,3 6,5 5,7 5,2 5,0 5,3 5,3 5,2 4,9 5,0 T Neutral + 27,3 27,5 27,7 27,8 27,6 27,3 27,3 27,3 27,2 27,1 27,2 27,3 T Neutral 24,8 25,0 25,2 25,3 25,1 24,8 24,8 24,8 24,7 24,6 24,7 24,8 T Neutral - 22,3 22,5 22,7 22,8 22,6 22,3 22,3 22,3 22,2 22,1 22,2 22,3 MES T Max - T Min TEMPERATURAS = S X ∆T + T Min T Min ˚C T Max ˚C HORAS DENTRO DE ZONA DE CONFORT NEUTRAL De acuerdo a la Tabla de Auluciems [1981] para el sitio HORAS DENTRO DE LIMITE SUPERIOR DE LA ZONA DE CONFORT NEUTRAL De acuerdo a la Tabla de Auluciems [1981] hasta 2.5˚C sobre la Temperatura Neutral del sitio HORAS DENTRO DEL LIMITE INFERIOR DE LA ZONA DE CONFORT NEUTRAL De acuerdo a la Tabla de Auluciems [1981] hasta 2.5˚C bajo la Temperatura Neutral del sitio HORAS FUERA DE LA BANDA DE CONFORT NEUTRAL De acuerdo a la Tabla de Auluciems [1981] supera o está por debajo de la banda de Temperatura Neutral establecida para el sitio 23 3.7 CLIMOGRAMA DE BIENESTAR ADAPTADO Ilustración 20. Climograma de bienestar adaptado de Santa Ana. Fuente: Elaboración propia Según el Climograma de Bienestar Adaptado confirma que el 7% del mes la ventilación es fundamental para alcanzar un grado de confort por las elevadas temperaturas, 37% del año un 20% de personas insatisfechas por las temperaturas que están en el límite inferior de la zona de confort, pero más que todo en las madrugadas. 3.8 ANÁLISIS DE INCIDENCIA SOLAR En el siguiente grafico se muestra la incidencia de los rayos solares durante todo el año en el proyecto Ilustración 21. Carta solar para la ubicación del proyecto. Fuente: www.sunearthtools.com Clave numérica Clave color Horas mes típico / año % Tiempo 0 0 0% 1 21 7% 2 26 9% 3 106 37% 4 17 6% 5 40 14% 6 78 27% 288 100% Temperatura en claves ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC 00:00 5 4 4 3 4 5 5 5 5 5 5 5 01:00 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 02:00 6 5 5 5 5 6 5 6 6 6 6 6 03:00 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 04:00 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 05:00 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 06:00 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 07:00 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 08:00 6 6 6 5 6 6 6 6 6 6 6 6 09:00 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 10:00 4 3 3 3 3 4 4 4 5 5 4 4 11:00 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 12:00 3 3 3 2 3 3 3 3 3 3 3 3 13:00 3 2 1 1 2 3 3 3 3 3 3 3 14:00 2 1 1 1 1 2 2 2 3 3 3 3 15:00 2 1 1 1 1 2 2 2 2 3 3 2 16:00 2 1 1 1 1 2 2 2 2 3 3 2 17:00 2 1 1 1 1 2 3 2 3 3 3 3 18:00 3 2 1 1 2 3 3 3 3 3 3 3 19:00 3 3 2 1 3 3 3 3 3 3 3 3 20:00 3 3 3 2 3 3 3 3 3 3 3 3 21:00 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 22:00 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 23:00 4 3 3 3 3 4 4 4 4 4 4 4 Resumen: Necesidad ventilación Sensación higrotérmica Necesidad de radiación Cargas térmicas Calor Excesivo 10% Insatisfechos Ventilación SENSACION HIGROTERMICA A LO LARGO DE UN AÑO PROMEDIO 20% Insatisfechos 24 Ilustración 22. Carta solar para la ubicación del proyecto. Fuente: www.sunearthtools.com , elaboración propia. Una carta solar representa el movimiento del sol en la bóveda celeste de una latitud específica. Sobre el gráfico se pueden identificar los ejes Norte-Sur y Este-Oeste. En este caso, la declinación solar varia 48° durante el año. La fachada sur tiene más incidencia solar que la fachada norte, durante el año. Lo mismo que la fachada este que tiene incidencia desde las 6am y la oeste hasta las 6pm. En el siguiente grafico se puede ver la trayectoria solar sobre el proyecto del Edificio D, el cual no cuenta con protección en ninguna de sus fachadas con mayor incidencia. Ilustración 23. Trayectoria solar sobre el proyecto. Fuente: Elaboración propia. 25 3.9 ZONIFICACIÓN DEL PROYECTO El programa arquitectónico de la actual propuesta se compone de dos grandes grupos de espacios, clasificados de la siguiente manera: 26 Ilustración 24. Distribución nivel 1 y simbología de las zonas. Fuente: Rocca Portafolio Comercial y elaboración propia  Primer nivel: se compone principalmente de espacios destinados a las locales comerciales, se puede observar en la ilustración número 20, y del área de tránsito peatonal (aceras), otras zonas de importancia como lo son baños públicos, pasillos de servicio, lobby y espacios donde irán los ductos de circulación vertical.  Del segundo nivel al octavo nivel: la siguiente planta típica muestra el programa arquitectónico de todos los niveles destinados a espacios de oficinas, con un pasillo central de circulación, vestíbulo principal, un núcleo de baños y ductos de circulación vertical, como se muestra en la ilustración siguiente. 27 28 Ilustración 25. Distribución nivel 1 y simbología de las zonas. Fuente: Rocca Portafolio Comercial y elaboración propia Como se puede apreciar el desarrollo de los espacios internos se harán por parte de los clientes que alquilen o compren los locales comerciales. Por lo tanto, las plantas libres desde el segundo nivel hasta el octavo nivel son repetitivas. Ilustración 26. Inicio de construcción del edificio D. Fuente: Rocca Portafolio Comercial y elaboración propia 29 En la imagen 27 puede apreciarse un modelo volumétrico de la distribución arquitectónica Ilustración 27. Inicio de construcción del edificio D. Fuente: Rocca Portafolio Comercial y elaboración propia 30 3.10 MATERIALIDAD En esta sección de la investigación se analiza la materialidad del edificio en estudio, desde los cimientos hasta los materiales de cubierta. Todos los datos aportados por Grupo Rocca. 3.10.1 CIMIENTOS Ilustración 28. Cimientos del proyecto. Fuente: Rocca Portafolio comercial 1. Placas aisladas de fundación concreto colado en sitio, dimensiones varían desde 3x3mx0,70m con forma de pirámide truncada, que no afecta la resistencia, pero ahorra un volumen importante de concreto, aros en #3 @20cm 2. Vigas de amarre: concreto colado en sitio 0.25mx0.50m Ilustración 29. Placas aisladas. Fuente. Rocca Portafolio Comercial 3. Contrapiso de concreto colado en sitio con fibra de nylon: que impide la aparición de fisuras, las juntas de 31 control pueden separarse aún más y ahorro considerable acero de refuerzo Ilustración 30. Vista aérea City Place. Fuente. Rocca Portafolio Comercial 3.10.2 ESTRUCTURA PRINCIPAL 1. Sistema de columnas de concreto colado en sitio con dimensiones variables. Modulación estructural: los módulos de la estructura son de 8,30mx8,45m Ilustración 31. Modulación de estructura original. Fuente. Rocca Portafolio Comercial 2. Muros estructurales de concreto colado en sitio, exigidos por el sistema de losas de entrepiso 3. Sistemas de formaleta de mesas y vigas de aluminio 32 4. Losas de entrepiso postensadas de 25cm de espesor en promedio, concreto colado en sitio. Con torones de acero de siete alambres designación ASTM a-416, torones de ½” de diámetro área 98.7 mm2 resistencia ultima 1890 MPA Ilustración 32. Detalle de entrepiso postensado. Fuente: Rocca Portafolio Comercial Ilustración 33. Proceso constructivo edifico D. Fuente: Rocca Portafolio Comercial 3.10.3 PAREDES 1. Paredes externas: Ensamble No acústico No cortafuego. Con un stud de 3-5/8" 1F exterior en Durock o Securockglass+1F interior en lámina de 1/2" Ilustración 34. Ensamble liviano de fachada. Fuente. Rocca Portafolio Comercial 33 Ilustración 35. Fachada Este. Fuente. Rocca Portafolio Comercial Ilustración 36. Fachada Oeste. Fuente. Rocca Portafolio Comercial Ilustración 37. Fachada Sur. Fuente. Rocca Portafolio Comercial Ilustración 38. Fachada Norte. Fuente. Rocca Portafolio Comercial 34 3.10.4 VENTANAS Se utiliza el sistema de perfilería FINIESTRA para todas las ventanas exteriores, con vidrio sencillo color bluegreen. Cuyas características se pueden ver en el siguiente cuadro: Ilustración 39. Características del vidrio para ventanas exteriores. Fuente: Ficha Técnica Pilkington En los ductos de escaleras de emergencia se colocan louvers de aluminio paso 9. para proveer de ventilación y protección solar a estas importantes zonas. Ilustración 40. Louvers juma C. Fuente: Ficha técnica Juma C de Simpley fácil. Espejos El Mundo 3.10.5 CIELOS Combinación de cenefas de estructura liviana y forro en gypsum de 1/2"+cielos suspendidos tipo Dune de Armstrong Ilustración 41. Cielo suspendido Dune. Fuente: Ficha Técnica cielos suspendido de Dune de Armstrong. MACOPA 35 3.10.6 ACABADOS DE PISO Pisos en porcelanato, diferentes formatos y espesores de acuerdo a las necesidades. El piso general es el ARKSHADE 60x60cm Ilustración 42. Acabados de piso. Fuente: Ficha técnica de porcelanato Arkshade. Construplaza 3.10.7 SISTEMA DE AIRE ACONDICIONADO El edificio está diseñado para la utilización un sistema de refrigerante variable (VRF) marca Daikin. Según la ficha técnica del fabricante:  Tienen la capacidad de controlar la cantidad de refrigerante que fluye a través del sistema.  Cada unidad interior recibe únicamente la cantidad de refrigerante necesario para acondicionar el espacio al cual está sirviendo.  A través de la tecnología inverter el motor del compresor varía su velocidad, incrementando o disminuyendo la capacidad requerida del sistema. Ilustración 43. Equipos VRF . Fuente: Ficha técnica de equipos VRF de Daikin.Multifrio 36 La siguiente es una planta tipica del sistema de ventilación y extracción del edificio, basicamente se trata de las previstas de los locales comerciales y el sistema completo de los baños. Ilustración 44. Planta Típica Extracción e Inyección. Fuente: Rocca Portafolio Comercial. 37 Los baños públicos y pasillos tienen un sistema de inyección y extracción de aire fresco. Para esto los equipos se colocan en todos los casos en la azotea del edificio. La siguiente planta muestra la ubicación de los equipos en la azotea del edificio. Ilustración 45. Planta Ubicación en azotea. Fuente: Rocca 38 3.11 COSTO DEL PROYECTO La siguiente tabla muestra el resumen del presupuesto aprobado para la construcción y revisado en el año 2018, se calcula un total de $12 790 494.24 para un precio por m2 de $466, contempla obra gris, cubierta, acabados de las áreas comunes y fachadas. Ilustración 46. Costos iniciales del proyecto. Fuente: Roca Portafolio Inmobiliario 39 3.12 ESTUDIO DE MERCADO 3.12.1 CONDICIONES DE ATRACCIÓN DEL CANTÓN DE SANTA ANA PARA DESARROLLOS DE CENTROS DE OFICINAS Las siguientes son condiciones que vuelven al cantón un lugar interesante para el desarrollo de centros de oficinas:  Tiene el principal aeropuerto del país, a menos de diez kilómetros, y la carretera a Caldera con la cual se conecta en poco tiempo al puerto del Pacífico. Ilustración 47. Oficentros en Santa Ana. Fuente: Google Earth  La zona ganó más valor con la ruta 27 porque es la forma de ir a otros sectores empresariales del Valle Central sin tener que pasar por el saturado centro de San José.  Por otro lado, el oeste concentra casi el 50% de las oficinas corporativas del Área Metropolitana. Estas se caracterizan por tener las condiciones de seguridad, tecnología y comodidad.  El cantón de Santa Ana se ubicó para el año 2016 en la posición 7 a nivel nacional en el Índice de Competitividad Cantonal, superado por los cantones de San José, Belén y Escazú, posiciones 1, 2 y 3 respectivamente.  El ICC evalúa la capacidad productiva de cada cantón, así como los factores que promueven o detienen su desarrollo de acuerdo con 37 variables divididas en 7 pilares: situación de la infraestructura, características del gobierno local, condiciones de la actividad económica, clima laboral, clima empresarial, capacidad 40 de innovación y calidad de vida, según datos obtenidos del Programa de Gobierno local 2020-2024. Ilustración 48. Parque de Santa. Fuente: Google Earth  Según el Censo Nacional del 2011, destaca que había 14.235 viviendas ocupadas, de las cuáles, el 76,9% se encontraba en buen estado. El 93,2% de sus habitantes vivían en áreas urbanas. Ilustración 49. Desarrollo Inmobiliario de Santa Ana. Fuente: Google Earth  Entre otros datos, el nivel de alfabetismo del cantón es del 98,7%, con una escolaridad promedio de 10,6 años.  En el 2011 un aumento habitacional del 65%. Es el incremento más grande en el Valle Central en la última década Tiene también los mayores niveles de educación superior. Más de un 20% de las personas que viven en la localidad es graduado universitario.  Los ejecutivos nacionales y extranjeros optaron por irse a la zona Oeste de la ciudad para estar más cerca de su lugar de trabajo. A la vez reducen el tiempo de traslado del hogar a la oficina como un plus. 41  El plus es que Santa Ana tiene un buen clima la mayor parte del año, una destacada belleza escénica hacia las montañas y el Valle Central y opciones de ocio cerca. Ilustración 50. Santa Ana. Fuente: Google Earth 3.12.2 OBJETIVO DE PROYECTO El proyecto forma parte de la segunda etapa del complejo de City Place, esta albergará dos edificios, uno destinado a un centro corporativo de 13.500 metros cuadrados para oficinas (80% enfocadas en oficinas ejecutivas y 20% en oficinas corporativas), 4.000 metros comerciales Oficinas ejecutivas son espacios que sirven como centro de operación de una empresa, es normalmente la base de operaciones para los ejecutivos claves de la empresa, y como un eje central coordina la función de todas las instalaciones asociadas de la empresa. Las oficinas corporativas son espacios destinados a que el personal de la empresa realice a diario funciones que contribuyan al progreso de la compañía. 42 HALLAZGOS MÁS SIGNIFICATIVOS DEL CAPITULO  En cuanto a la situación geográfica y climática del cantón de Santa Ana se puede concluir que el proyecto se encuentra en una zona donde el confort climático es permisible la mayor parte del año, por lo que las intervenciones al diseño para la introducción de estrategias pasivas no son de grandes escalas, sino que al contrario se pueden hacer adaptaciones sencillas que colaboren ampliamente en el mejoramiento de la calidad de los espacios.  En la misma línea de la adaptación climática del proyecto, se puede concluir que se pueden aplicar alternativas energéticas aprovechándose de las condiciones ofrecidas en el cantón de Santa Ana aprovechando las condiciones de soleamiento durante todo el año.  Según los datos obtenidos tanto por la municipalidad como por la empresa CINDE, el cantón de Santa Ana ofrece muchos factores que favorecen el desarrollo