I
n
g
e
n
i
e
r
ía
C
i
v
i
l
Ingeniería. Revista de la Universidad de Costa Rica
Vol. 35, No. 1: 24-41, Enero-Junio, 2025. ISSN: 2215-2652. San José, Costa Rica
Esta obra está bajo una Licencia de Creative Commons. Reconocimiento - No Comercial - Compartir Igual 4.0 Internacional
Metodología BIM 6D como herramienta para evaluar confort térmico
aplicado a centros educativos costarricenses
BIM 6D methodology as a tool to evaluate thermal comfort in Costa Rican schools
Luis Alejandro Quirós Avendaño 1 , Nidia Cruz Zúñiga 2
1 Graduado de licenciatura, Escuela de Ingeniería Civil, Universidad de Costa Rica, San José, Costa Rica.
correo: alejandroquiros700@gmail.com
2 Docente catedrática e investigadora, Escuela de Ingeniería Civil, Universidad de Costa Rica, San José, Costa Rica.
correo: nidia.cruz@ucr.ac.cr
Recibido: 22/05/2024
Aceptado: 02/09/2024
Resumen
La tecnología facilita la toma de decisiones en materia de diseño de infraestructura, en particular,
para sopesar diferentes escenarios climáticos a los que puede estar expuesta una obra. Especícamente,
el diseño y la construcción de infraestructura educativa en el país plantea retos relevantes en materia de
sostenibilidad y confort. En esta investigación, se implementó la metodología BIM 6D para evaluar el
confort térmico en tres planos tipo del MEP, en diferentes ubicaciones del país: Nicoya, Pavas y Limón. Se
evaluó la pertinencia del uso BIM –análisis energético– para estimar el confort térmico en edicaciones,
aplicado a los casos de estudio señalados, mediante programas de modelado 3D como SketchUp y la
aplicación OpenStudio para el análisis 6D. Entre los principales resultados, sobresale que los planos
tipo genéricos actuales no responden a las diferentes necesidades del estudiantado en las diversas zonas
climáticas del país estudiadas, ni fueron concebidos tomando en cuenta las disimiles realidades de los
entornos donde se van a construir. Se concluyó que la incorporación de cambios de materiales de techos
y paredes mejora la situación de confort actual, lo cual demuestra la necesidad de rediseñar estos planos
para lograr temperaturas confortables. Esta investigación destaca la importancia de la metodología BIM
6D en la planicación eciente de espacios educativos; además, puede ser replicable en sus conclusiones
y aplicarse a otros tipos de infraestructura pública de servicios donde deban albergarse personas.
Palabras Clave:
BIM 6D, centros
educativos, confort
térmico, modelado
de infraestructura,
sostenibilidad.
Keywords:
BIM 6D, building
information modelling,
educational center,
thermal comfort,
green construction,
sustainability.
DOI: 10.15517/ri.v35i1.60089
Abstract
Technology facilitates decision-making regarding infrastructure design, in particular, to weigh
dierent climatic scenarios to which a work may be exposed. Specically, the design and construction of
educational infrastructure in the country present relevant challenges in terms of sustainability and comfort.
In this research, the 6D BIM methodology was implemented to evaluate thermal comfort in three typical
MEP plans across dierent locations in the country: Nicoya, Pavas, and Limón. The relevance of using
BIM –energy analysis– to estimate thermal comfort in buildings, applied to the indicated case studies, was
evaluated, using 3D modeling programs such as SketchUp and the OpenStudio application for 6D analysis.
Among the main results, it was noted that the current generic type plans do not respond to the dierent
needs of the student body in the dierent climatic zones studied in the country, nor were they conceived
taking into account the diverse realities of the environments where they will be built. It was concluded that
incorporating changes in ceiling and wall materials improves the current comfort conditions, demonstrating
the need to redesign these plans in order to achieve comfortable temperatures. This research highlights the
importance of the 6D BIM methodology in the ecient planning of educational spaces; in addition, its
conclusions can be applied to other types of public service infrastructure where people must be housed.
QUIRÓS, CRUZ: Metodología BIM 6D como herramienta para evaluar confort térmico aplicado a centros educativos costarricenses. 25
1. INTRODUCCIÓN
El cuarto Objetivo del Desarrollo Sostenible (ODS) señala
que la educación de calidad requiere un conjunto de condiciones y
oportunidades de aprendizaje para el estudiantado. Dentro de estas
circunstancias, está la de contar con ambientes agradables térmica
y lumínicamente en los centros educativos, pues un entorno con
temperaturas adecuadas facilita el rendimiento del estudiantado
y optimiza el desenvolvimiento de las actividades escolares.
Diversas investigaciones así lo señalan [1]. Sin embargo, hasta
antes de la aparición de software especializado, algunos análisis
de escenarios eran costosos y demandaban mucho tiempo y
recursos, los cuales en ocasiones no eran tan accesibles en las
instituciones públicas para la toma de decisiones.
La Dirección de Infraestructura Educativa (DIE) del
Ministerio de Educación Pública de Costa Rica (MEP) es la entidad
encargada de diseñar, construir y supervisar la infraestructura
educativa del país. Esta dependencia decidió en 2016 publicar
unos planos tipo que contienen un esquema universal de diseño
de las edicaciones modelo para la construcción de centros
educativos, con el objetivo de ser emplazado en cualquier parte
del país. Para ello, un equipo profesional desarrolló planos típicos
por módulos, contemplando las aulas, las baterías sanitarias y los
comedores, cuya disposición espacial depende de las necesidades
poblacionales, así como de las condiciones de forma y tamaño
del terreno donde se situarían. De esta forma, la cantidad de
alumnos que se tengan en un proyecto en particular se satisface
por repeticiones de estos módulos según demanda.
Ahora bien, estos planos, aunque han sido funcionales en
apresurar el proceso de diseño de cada nuevo centro educativo,
estandarizan muchas otras variables que deberían ser contempladas,
más allá de replicar módulos según demanda y considerando los
contextos especícos. En ese sentido, al diseñar y luego aplicar
estos modelos de forma estandarizada, no se contempla cómo
cambian las condiciones climáticas y cómo esas variaciones
pueden inuir en la calidad de la educación que reciben las
personas estudiantes, además de afectar a quienes imparten las
lecciones o realizan las demás labores administrativas propias
de estos espacios.
La DIE es consciente de los problemas que estos modelos
tipo están trayendo a la calidad y confort de los centros
educativos, por lo que en 2021 se acercan a la Universidad de
Costa Rica con el objetivo de realizar algunas evaluaciones a los
planos tipo, a n de buscar recomendaciones para las mejoras
y adaptaciones requeridas. Ante esta situación, se decidió,
por un lado, comprobar si el uso del BIM conocido como 6D
(simulaciones de eciencia energética) podía resultar un método
ecaz y eciente a la hora de evaluar dichos módulos en distintas
condiciones climáticas, en cuanto a su funcionalidad térmica, y,
por otro, valorar si un diseño generalizado es funcional para ser
utilizado en todo el país. Adicionalmente, se tenía como objetivo
secundario demostrar la eciencia que tiene el uso de software
especializado para optimizar el diseño de infraestructuras que
van a ser de gran replicabilidad, en cuanto a su rendimiento
energético y condiciones de confort interior.
En relación con la sexta dimensión (6D) del BIM, en
esta, se abarcan simulaciones de comportamiento energético y
sustentabilidad [2], lo cual busca establecer un ambiente virtual
donde se modelan las edicaciones, sus dimensiones, materiales
y grosores. Esto con el n de determinar el comportamiento de
la envolvente interior en cuanto a calidad de aire y confort. En
esta investigación, se utiliza esta metodología para valorar su
idoneidad para la toma de decisiones técnicas y tecnológicas para
optimizar consumos de energía.
El desarrollo de la modelación 6D ofrece información
sobre el cumplimiento del cuarto Objetivo de los ODS, en
cuanto se propone determinar el comportamiento de módulos
aplicando programas computacionales especializados que simulan
las condiciones que perciben las personas que ocupan estos
inmuebles. De esta forma, el modelado de la infraestructura
utilizando diversos programas computacionales puede dar luces
de si los ambientes diseñados son adecuados para el n para el
que fueron concebidos. Especícamente, en los planos del caso
de estudio, se buscó determinar si los espacios al interior de
los centros educativos que se vayan a construir con los planos
tipo cumplirían con ser aptos para una educación de calidad y
comprobar si alcanzan un adecuado ambiente interior para el
estudiantado y sus docentes.
Según se indica en el Informe del Estado de la Educación
[3], para el año 2020, el monto invertido en educación sufrió,
en términos reales, una caída de un 8 % con respecto al 2019 y,
dentro de los rubros más afectados, estuvo la infraestructura. Esto
implica una afectación en la expansión de la cobertura y en la
calidad del servicio ofrecido; además, ha limitado la posibilidad
de personalizar los diseños de acuerdo con las condiciones de
cada nuevo centro educativo. Por lo anterior, cuidar el gasto
en la infraestructura es un asunto importante que evidencia la
pertinencia del tema de investigación acá expuesto.
Las grandes ventajas que ofrece la metodología BIM han
provocado que, a nivel mundial, su uso haya incrementado
constantemente [4]. En los últimos años, ha tenido un
crecimiento escalado en inversión hacia servicios y programas
computacionales. Durante este tiempo, ha existido una gran
inserción de esta tecnología en el mundo de la construcción, ya
que, desde diversos sectores, se ha empleado de manera diferente
y en varios grados. Las empresas cada vez hacen mayor uso de
las capacidades que ofrece. Incluso, en Europa, varios gobiernos
han hecho obligatorio el uso de BIM en el diseño y construcción
de nuevos edicios gubernamentales [5].
Actualmente, el gobierno de Costa Rica se encuentra
trabajando bajo la misma línea y, para ello, se está preparando
una estrategia para la adopción de BIM en el país [6]. El Gobierno,
por medio del Ministerio de Planicación Nacional y Política
Económica (Mideplan), generó un documento donde muestra los
principales lineamientos para lograr incorporar esta metodología
en el país y que se describen en la Hoja de Ruta para la adopción
de BIM en Costa Rica [7]. Por su parte, a nivel nacional diferentes
representantes de los principales sectores pertenecen a mesas
de trabajo que se enfocan en el desarrollo del capital humano,
QUIRÓS, CRUZ: Metodología BIM 6D como herramienta para evaluar confort térmico aplicado a centros educativos costarricenses. 26
academia y liderazgo. Sin embargo, el Ministerio de Educación
Pública se encuentra dentro de las instituciones que deberán
adoptar BIM en los próximos años, según consta en consta en
la antes mencionada Hoja de Ruta para la adopción de BIM
en Costa Rica [7], aunque no se tienen los sucientes recursos
para hacerlo. Es ahí donde, para fomentar eciencias con el uso
de estas tecnologías, las universidades velan por la adopción y
preparación de nuevos usuarios y por investigar en estos temas.
Asimismo, en Costa Rica, desde 2017, se ha presentado
un impulso de la metodología BIM por parte de la Cámara
Costarricense de la Construcción, a través de un comité técnico
conocido como BIM Forum. Su misión es ubicarse como un
referente en Costa Rica para la difusión, capacitación y desarrollo
de buenas prácticas [8]. Sin embargo, la promoción del BIM ha
llegado lentamente a las instituciones públicas y no se tienen
muchas experiencias concretas de su aplicación.
2. METODOLOGÍA
Para evaluar el confort térmico de las edicaciones que
eventualmente se construyan con los planos tipo de la DIE, se
seleccionaron los tres módulos base que se usan prácticamente
en todo centro educativo: módulo de aulas, módulo de batería
de servicios sanitarios y módulo de comedor. Posteriormente,
se denieron tres potenciales emplazamientos para un centro
educativo típico, los cuales representan los tres casos de estudio,
cada uno determinado por una zona climática diferente. Para
seleccionar los emplazamientos, se buscó tener representatividad
de climas y seleccionar aquellos puntos donde se contaba con
información climática detallada y gratuita; por ello, se decidió
trabajar con Nicoya, Pavas y Limón, con datos disponibles en la
página del Instituto Meteorológico de Costa Rica.
La investigación consistió en tres etapas: la recopilación de
información, el modelado 3D y 6D y los ciclos de simulaciones
6D con sustitución de parámetros. A continuación, se detalla lo
incluido en cada etapa.
A. Recopilación de información base
En esta sección, se consultó la información base de fuentes
secundarias necesaria para desarrollar este proyecto. Se debió
examinar y detallar los planos de los tres módulos con el n de
detectar materiales, métodos constructivos y detalles importantes
para ser considerados en las modelaciones. Se consultó la normativa
técnica, que cumplió una función vital, porque permitió comparar
los resultados obtenidos con parámetros internacionales. Además,
en esta etapa, se investigó en fuentes disponibles potenciales
aplicaciones y funciones que se pueden desarrollar por medio
de los programas y que permiten integrar la metodología BIM.
Como parte de los alcances de esta etapa, se elaboró el plan
de ejecución BIM, tal como se recomienda en la literatura [8]-[10]
y se determinaron los alcances de la modelación. En este caso,
como corresponden a infraestructuras hipotéticas, se realizan las
modelaciones de los edicios desde la simulación y con criterios
técnicos generales para estimar el rango de confort térmico.
Se decidió inspeccionar los estándares de compatibilidad y la
búsqueda de oportunidades para optimizar el diseño propuesto,
con el n de reducir los costos del ciclo de vida de los centros
educativos y mejorar la precisión de las predicciones del edicio,
como geometrías, volúmenes, entre otros. Sin embargo, según
Lacomba [11], para conseguir resultados más precisos, se debe
empezar a aplicar las simulaciones desde los primeros diseños,
ya que, conforme avanza el proyecto, existe una mayor dicultad
para hacer cambios conceptuales, tales como orientación o forma
de la edicación.
Para la descripción del nivel de desarrollo (LOD), se siguió
la clasicación diseñada y presentada en el BIM Forum Costa Rica
[8] y anteriormente mencionada por Lacomba [12], que utiliza una
referencia para generar una categorización de las representaciones
tridimensionales de los elementos y su información contenida. Se
planteó emplear un modelo arquitectónico con un LOD de 300,
que reejara los detalles sucientes para identicar claramente
los elementos presentes de los centros educativos.
B. Modelado BIM 3D y 6D
Durante esta etapa, se revisaron primeramente los planos 2D
del aula, la batería sanitaria y el comedor. En el Apéndice I del
material suplementario, pueden consultarse algunos detalles de los
planos que se procesaron para el modelado. Se detalló un listado
general de los materiales con el n de conocer especicaciones,
densidades y conductividad térmica, entre otras propiedades. Se
continuó con el desarrollo del plan de ejecución BIM, en el que
se tomó en cuenta los detalles de los planos y el objetivo que se
debía desarrollar para denir el nivel de alcance de la modelación
[6], [10]. Como parte del desarrollo del BIM, se implementó el
uso de este método correspondiente al modelado tridimensional,
para generar el modelo arquitectónico de los tres módulos por
separado como edicaciones independientes.
Para este modelo, se utilizó el software SketchUp, donde
se empleó la información de los planos y los datos recolectados
acerca de las especicaciones de los materiales. Con estos modelos
desarrollados en SketchUp, se procedió a exportar el archivo hacia
OpenStudio, en el que se realizó el análisis 6D. Es importante
destacar que se logró trabajar por medio del plug-in de OpenStudio
para SketchUp. Dicha herramienta permitió hacer la conexión
entre el modelo 3D y el inicio del desarrollo del 6D, que es una
función gratuita, al igual que el programa OpenStudio.
Esta sección del trabajo fue crucial para sentar las bases del
resto de la investigación, porque permitió contar con un modelado
6D idóneo para el proyecto y poder llegar a tener simulaciones
térmicas del interior de cada edicio. Se debe rescatar que,
antes de decidir con cuáles programas computacionales se iba
a trabajar, se revisaron varios de los disponibles en el mercado,
considerando incluso versiones estudiantiles limitadas, hasta que
se tomó la decisión de trabajar con el software mencionado, por
QUIRÓS, CRUZ: Metodología BIM 6D como herramienta para evaluar confort térmico aplicado a centros educativos costarricenses. 27
su versatilidad, gratuidad y alcance. Desde esta aplicación, se
introdujeron todos los parámetros para generar los tres modelos,
uno para cada plano tipo del Ministerio de Educación Pública.
Una vez nalizado el desarrollo de los modelos, se
simularon las condiciones deseadas a partir de las variables
climáticas, geográcas y constructivas. Con estos, se evaluó
el confort térmico y la eciencia energética dentro de cada
edicio y para cada emplazamiento seleccionado. Esto permitió
comparar los resultados de las diferentes zonas térmicas de cada
ubicación geográca.
Es importante destacar que, para obtener los resultados
de las simulaciones, se siguió el procedimiento destacado en
la Fig. 1. Primero, se importó el modelo 3D por medio del
plug-in de OpenStudio, que fue una metodología descrita por
Brackney et al. [13]. Seguidamente, se le añadieron todas las
variables representadas como OSM Measures; por ejemplo,
materiales, localización, archivo climático, cantidad de personas,
tipos de luces y voltajes, tipo de ventanas, ventiladores, tiempo
y ángulo de apertura de ventanas, tipo de vestimenta, entre
otros. Una vez nalizado esto, el programa empleó el motor de
cálculo EnergyPlus, que fue desarrollado por el Departamento
de Energía de los Estados Unidos de América, una agencia
gubernamental [14].
Finalmente, se obtuvo un reporte con los resultados de
la simulación. Estos corresponden con la información de un
edicio. Una vez conseguidas varias simulaciones, se agruparon
en grácas para mostrar los diferentes comportamientos. Se
gracaron los resultados de un día con las condiciones climáticas
más repetidas en un año (moda), del día más caluroso en este
período (máximo crítico) y del comportamiento promedio anual,
para cada emplazamiento y cada edicio tipo en estudio. En
el material suplementario, Apéndice II, se pueden apreciar los
grácos de los diferentes resultados mostrados para cada una de
las variaciones simuladas.
Fig. 1. Esquema de la metodología implementada con OpenStudio para la
resolución de los casos analizados.
Fuente: Adaptación propia del modelo presentado por Brackney et al. [13].
Para complementar la investigación, se simularon otros
parámetros, donde se tomaron los modelos originales y se le
aplicaron cambios preseleccionados, uno cada vez. De esta
manera, se valoró la sensibilidad del comportamiento del diseño
con respecto al cambio de materiales, geometría, localización
geográca o ubicación en el terreno. Además, se compararon los
resultados originales con los obtenidos al realizar cada uno de los
cambios de forma separada, con el n de evidenciar la sensibilidad
del modelo a cada variante. Así pues, se pudo comparar las
mejoras de la temperatura de confort al hacer modicaciones y
destacar cuáles medidas son más funcionales para zonas calientes
o zonas frías.
Asimismo, se hizo un conjunto de iteraciones que permitió
enriquecer el análisis, porque se contó con simulaciones aplicadas
al diseño actual y a posibles ubicaciones. Dichas iteraciones se
agruparon por las categorías que compartían, por ejemplo, cambio
en el material de los muros o de las cubiertas. Finalmente, se
compararon los resultados actuales del diseño y las medidas que
pueden proveer mejores resultados a los edicios, producto de la
simulación de más de 15 parámetros. En el material suplementario,
se pueden ver algunos ejemplos de los planos procesados y sus
variaciones (Apéndice I).
3. RESULTADOS
Entre los principales resultados de la investigación, se buscó
reejar una adecuada modelación de la realidad en cuanto al confort
térmico que se puede esperar dentro de las estructuras en estudio.
Se trabajaron los modelos 3D para los tres planos, que constituyen
edicios típicos en la construcción de centros educativos en el país
(Fig. 2, Fig. 3 y Fig. 4). Se destaca la importancia de que el modelo
pueda reejar la realidad de la manera más cercana posible, para
que, posteriormente, la modelación climática sea lo más apegada
a la situación real esperada. A la parte visual se le denominó
en la metodología como LOD, porque muestra el desarrollo
de los detalles perceptibles que componen la representación
tridimensional del plano tipo. Mientras que el LOI funge como
un elemento todavía más importante para la simulación, porque
le da información exacta del material usado, especicaciones
constructivas, tamaños, grosores, densidad, entre otros. De esta
forma, se destaca que la apariencia es valiosa, pero el contenido
de cada familia y elemento del modelo es lo que aporta precisión
para contar con resultados acertados.
En los esquemas de los planos tipo en 3D (Fig. 2, Fig. 3 y
Fig.4), es posible observar que se logró generar una representación
de los planos brindados, que funge como un paso esencial para el
análisis del confort térmico. Adicionalmente, se puede apreciar que
el modelo 3D cumple con bastante detalle lo descrito por lo planos,
lo cual es requerido en las especicaciones del LOD 300 y del LOI
300, ambos señalados en el plan de ejecución BIM. Asimismo,
se logra el alcance del modelo planteado y la implementación del
uso BIM estipulado. En el material suplementario, Apéndice III,
se puede apreciar un ejemplo de cómo se introdujo la información
detallada en el LOI 300. Cabe destacar que el LOI 300 proviene
QUIRÓS, CRUZ: Metodología BIM 6D como herramienta para evaluar confort térmico aplicado a centros educativos costarricenses. 28
del modelado 3D, realizado en SketchUp, mientras que el
LOD se asigna en el OpenStudio con los detalles importantes
de cada material.
Fig. 2. Perspectiva 1 del modelo 3D del aula académica.
Fig. 3. Perspectiva 1 del modelo 3D de la batería sanitaria.
Fig. 4. Perspectiva 1 del modelo 3D del comedor.
Las modelaciones se realizaron con cada módulo por
separado; no se integraron en conjunto, pues cada centro
educativo los usa con una distribución diferente según convenga.
En el Apéndice IV del material suplementario, se muestran
las diferentes zonas térmicas utilizadas según cada tipo de
distribución de espacios; fueron estas las que se utilizaron para
las simulaciones.
A. Modelación de las características actuales
Para analizar la fase de la construcción de centros
educativos que utilicen estos planos tipo, se consideró un mismo
sistema constructivo, con una arquitectura y conformación
similar, donde la envolvente emplea los mismos materiales en
todos los casos. Apegado a las especicaciones constructivas
que actualmente utiliza la DIE, las estructuras se construyen
con un sistema de baldosas y columnas de concreto, pisos de
terrazo, cubiertas de hierro y ventanas de vidrio de 3 mm. Este
constituye el modelo patrón, que luego se modica para evaluar
las potenciales variantes que mejorarían el confort térmico de
los edicios en estudio.
La calidad que pueda llegar a tener el modelo climático
depende rmemente de lo bien que se ajusten los materiales
con lo que en realidad se presenta. Por ende, para conseguir
resultados verdaderamente apegados al entorno y que puedan
indicar la calidad térmica, se debe contar con las especicaciones
adecuada de cada material. Esto representó un reto importante
para la investigación, ya que muchos de los materiales de
construcción utilizados en el país no cuentan con suciente
información técnica, clara, accesible y homogénea, que pueda
ser fácilmente utilizable en las modelaciones.
En el CUADRO I, se presentan las propiedades ingresadas
en las simulaciones para cada material, donde se clasican los
materiales según el elemento que componen, a saber: techo,
paredes, pisos, ventanas o puertas. Cabe destacar que las puertas
y ventanas varían en tamaño, pero comparten la misma materia
prima en su conformación. Dentro de las propiedades físicas
por considerar, existen algunas más relevantes en cuanto a su
aporte al confort término; por ejemplo, el calor especíco inuye
notoriamente en la transferencia del calor, de modo que el grosor
del muro es importante para estimar cuál será la tasa de calor
que lo atravesará. Por otro lado, la conductividad térmica se
relaciona directamente con la transferencia de calor por medio
de la conducción [15].
QUIRÓS, CRUZ: Metodología BIM 6D como herramienta para evaluar confort térmico aplicado a centros educativos costarricenses. 29
CUADRO I
CARACTERÍSTICAS DE LOS MATERIALES EMPLEADOS ACTUALMENTE EN
LOS PLANOS TIPO DEL MINISTERIO DE EDUCACIÓN PÚBLICA
Parte Composición tΚ ρ Cp,1 Cp,2 αtαsαv
Cubierta
Lámina metálica 0.5 120 7680 0.125 450 0.9 0.2 0.6
Aislante térmico 0.5 0.06 265 0.23 836 0.1 0.7 0.7
Cámara de aire 20
Lámina Gypsum 1.27 0.16 785 0.375 1350 0.6 0.3 0.4
Muros
Repello (mortero) + Pintura 0.3 0.53 1570 0.23 837 0.4 0.3 0.3
Baldosa de concreto 4 1.75 2243 0.25 880 0.6 0.8 0.65
Repello (mortero) + Pintura 0.3 0.53 1570 0.23 837 0.4 0.3 0.3
Piso
Terrazo 3 0.28 2550 0.28 830 0.6 0.3 0.3
Losa de concreto 20 1.75 2300 0.23 837 0.6 0.7 0.7
Ventanas
Vidrio 0.3 0.9 2490 0.23
Puerta
Lámina hierro negro cal. 18 0.5 72 7870 0.125 450 0.9 0.9 0.9
donde: t: grosor (cm); Κ: conductividad térmica ; ρ: densidad ; Cp,1: calor especíco ;
Cp,2: calor especíco ; α: absortancia; t: térmica; s: solar; v: visible.
Como se indicó en la metodología, se trabajó con tres casos
de estudio, que se emplazaron en tres diferentes ubicaciones
geográcas para contar con localizaciones diferentes para cada
uno. Dentro de las limitaciones de la investigación, se denió que
la evaluación no se iba a realizar a centros educativo en especíco,
sino que se tomarían tres localizaciones que contaran con datos
precisos climáticos. De este modo, se emplearon las coordenadas
que presentan las tres estaciones automáticas de medición de datos
meteorológicos del Instituto Meteorológico Nacional (IMN), para
ubicar los emplazamientos que se utilizaron para las modelaciones
6D. Fue necesario proporcionar esta característica a la modelación
con dos nes: primero, darle una orientación precisa dentro de
OpenStudio al modelo y, segundo, conocer con exactitud que los
datos representan el comportamiento del sitio.
Con el n de comprender las condiciones que rodean a cada
uno de los sitios de emplazamiento seleccionados, se analizaron
los parámetros meteorológicos disponibles de forma gratuita en las
estaciones meteorológicas utilizadas. Se tomaron datos del 2008
al 2021 para los tres sitios seleccionados: Nicoya, Pavas y Limón.
Estos provienen de estaciones que capturaron la información y
que, nalmente, fueron pasadas por un control de calidad por el
Instituto Meteorológico Nacional; además, estaban disponibles
en la página web de dicha institución [18]. El tipo de información
empleada corresponde con el Año Típico Meteorológico, que en
inglés emplea comúnmente las letras TMY, lo cual se obtuvo del
sitio de Climate.OneBuilding.Org [19]. Adicionalmente, contiene
información de diversas variables, sin embargo, no todas fueron
utilizadas en las simulaciones en esta sección. En la Fig. 5, se tiene
un mapa que ubica las tres estaciones y muestra que representan
tres partes muy diferentes de Costa Rica.
Fig. 5. Mapa de ubicación de las estaciones automáticas de Costa Rica.
Fuente: Adaptado del Instituto Meteorológico Nacional [18].
QUIRÓS, CRUZ: Metodología BIM 6D como herramienta para evaluar confort térmico aplicado a centros educativos costarricenses. 30
B. Resultados de las simulaciones realizadas
Siguiendo los pasos descritos en la metodología, se generaron las
simulaciones de la temperatura operativa dentro de las zonas térmicas
estipuladas y, con ello, fue posible determinar el comportamiento de
los rangos térmicos al interior de los aposentos y concluir si existe
una temperatura que proporcione confort térmico a sus ocupantes.
Con el n de denir el intervalo de comodidad térmica, se
empleó la ecuación J-2 del Anexo del ASHRAE 55-2017 [16], con
un 80 % de aceptabilidad, la cual se evidencia en (1). Esta fórmula
denida para ambientes adaptativos con ventilación natural se ve
descrita a continuación:
tpma(out) = (1−α)[te(n−1)+ α trm(n−1) (1)
tpma(out) temperatura media ponderada de una secuencia de
temperaturas diarias medias de bulbo seco;
α constante entre 0 y1, rapidez con la que hay
cambios en el clima para temperatura exterior;
te(n−1) temperatura diaria media al bulbo seco para el día
anterior al día en cuestión;
trm(n−1) temperatura media móvil para el día anterior al día
en cuestión.
Se representaron los resultados con grácos de sensación
térmica, en los cuales se representó, mediante líneas tipo envolventes,
los límites superior e inferior para las temperaturas del confort térmico
establecidas por dicha ecuación, los cuales señalan la temperatura
óptima y varían en ±2,5 K. Un ejemplo de los principales resultados
obtenidos puede verse en la Fig. 6.
(a)
(b)
Fig. 6. Comportamiento típico de la temperatura durante un día promedio
en: a) Pavas y b) Limón.
En total, se realizaron 15 simulaciones, ya que se contó
con tres sitios y con tres tipos de edicación, sin embargo, en
dos de esos edicios, se dividió el análisis en dos zonas térmicas
diferentes para realizar la simulación. Lo anterior fue necesario
debido a que existen comportamientos térmicos diferenciados y a
que era posible la división física del modelo de estas edicaciones.
Por tanto, para el comedor, se separó la parte de la cocina de las
zonas para alimentación, ya que, según el plano, en la zona de
alimentación, hay ventilación cruzada, ventiladores y un área
despejada. Mientras, en la zona de cocina, existen múltiples
equipos, poca ventilación y un espacio bastante cerrado. De esta
forma, se decidió separar el comedor típico en dos secciones:
por un lado, el comedor 1, para cocina, bodega y baño; por otro,
el comedor 2, para el área que comprende el espacio donde se
consumen los alimentos. De una forma similar, se segmentó la
batería sanitaría: la número 1 corresponde con los baños que
cumplen la Ley 7600 y la número 2 comprende varios sanitaritos
agrupados y que son designados para hombres y mujeres.
Para las simulaciones, se emplearon los datos meteorológicos
ya mencionados: se seleccionó el día promedio que corresponde
con la moda estadística, las temperaturas mensuales del año
promedio típico y el día con temperaturas más altas de la época
seca. Por medio de las Fig. 7, se aprecian los resultados de las
cinco zonas térmicas juntas y límites del confort térmico para el
caso de Nicoya, como ejemplo.
Fig. 7. Comportamiento de la temperatura en un día típico en Nicoya,
Guanacaste.
Con los resultados obtenidos, se evidenció que, dentro del
análisis de 24 horas, existen períodos en los que la temperatura
supera las condiciones deseables de comodidad en algunos de los
espacios físicos y en horas en las que se encuentra la población
usuaria en las edicaciones.
La conducta común de todos los inmuebles analizados es que
se presentan las temperaturas más bajas entre las 7:00 p.m. y hasta
las 7:00 a.m., lo que era de esperar por la ausencia de luz solar.
Pero, apenas inicia la presencia de radiación solar, se aprecian
cambios de temperatura de hasta 10 °C aproximadamente, en
especial, en el caso del emplazamiento en Nicoya y también
en Limón, para alcanzar el máximo a eso de las dos de la tarde.
Los resultados evidenciaron que, en algunas zonas térmicas,
los espacios modelados que actúan como sujeto de estudio
alcanzan valores cercanos a la temperatura de bulbo exterior
seca, que funge como el parámetro de guía. Esto implica que la
QUIRÓS, CRUZ: Metodología BIM 6D como herramienta para evaluar confort térmico aplicado a centros educativos costarricenses. 31
geometría y los materiales de los inmuebles permiten que haya
poco aislamiento, lo cual provoca que las temperaturas tanto al
exterior como al interior sean muy parecidas. Una explicación
más amplia puede encontrarse en [17].
De manera similar, sucede con el análisis para el caso del
comedor 1 (zona de cocina), pero con el agravante de que este
posee equipo que genera mayor radiación, como cocina, luces,
refrigeradora, entre otros, lo cual ocasiona que el confort interior
se afecte aún más. Asimismo, este espacio cuenta adicionalmente
con un baño y una bodega pequeña, ambos con poca ventilación,
lo que no contribuye con los parámetros de temperatura interna.
Estos factores producen que, en las simulaciones, se detecten
situaciones críticas desde las 9:00 a.m. hasta las 7:00 p.m., tiempo
en el cual se mantienen temperaturas que sobrepasan el límite
superior de confort térmico. El máximo predicho en estos casos
es de hasta 34 °C en el emplazamiento de Nicoya, por lo que
supera las condiciones detectadas en las simulaciones de los
demás inmuebles de la misma localización en hasta 2,5 °C. El
comportamiento señalado se debe, en parte, al diseño y, en otra
parte, a los equipos contenidos en el espacio. Por lo tanto, si los
equipos no estuviesen en funcionamiento, es posible suponer que
se tendrían condiciones similares a la otra zona térmica de este
edicio: el comedor 2.
Fig. 8. Comportamiento en el día crítico de la época seca
en Nicoya, Guanacaste.
De acuerdo con la información que se empleó en la
caracterización climática de cada zona, se seleccionó el día
que presentaba la temperatura de bulbo seco exterior más alta
a lo largo del año en cada emplazamiento. Por ejemplo, para
la ubicación en Nicoya, en la Fig. 8, se reeja la situación que
se presenta con la temperatura operativa que van a tener los
centros educativos a lo largo de la jornada bajo esa condición
climática. Los resultados evidencian comportamientos similares a
los discutidos anteriormente, donde el comedor 1, que corresponde
con la cocina, reporta temperaturas más altas que el resto de los
aposentos estudiados. Aunque todos los edicios se encuentran
fuera del rango de comodidad térmico en el período operativo
de los centros educativos en Nicoya, los resultados evidencian
que el módulo de aulas es el que tiene el mejor comportamiento,
debido en parte a que son espacios más ventilados.
Para el segundo bloque de modelaciones, se selecciona
el día que tenga la temperatura de bulbo seco exterior más
alta a lo largo del año, en esta ocasión, para el emplazamiento
igualmente en Nicoya. En este caso, fue posible observar
comportamientos similares a los obtenidos en la Fig. 7
analizada, donde el comedor en su aposento 1, que corresponde
con la cocina, nuevamente reporta temperaturas más altas.
Igualmente, todos los edicios se encuentran fuera del rango
de comodidad térmico en el período operativo.
Los resultados de las simulaciones evidencian, en general,
que todos los edicios situados en condiciones de climas
cálidos (Limón y Nicoya) presentan lapsos importantes en
los que la temperatura interior se encuentra encima del límite
superior. Esto representa un problema de funcionalidad del
edicio, porque no permite a los ocupantes estar a gusto
dentro del espacio diseñado. Ante esta problemática, existen
diferentes opciones para buscar contar con un sitio optimizado
a las condiciones del lugar; algunas de ellas se discuten a
continuación.
C. Análisis comparativo del confort término para las
edicaciones analizadas
En esta sección, se muestran los resultados de un conjunto
de simulaciones asociadas a cambios propuestos en los diseños
originales que buscan mejorar el confort térmico interior. Las
simulaciones fueron realizadas para los casos en estudio en
los tres emplazamientos seleccionados y surgen a partir de
modelos 6D generados de los planos proporcionados por el
DIE. Sin embargo, presentan la inserción de diferentes variables
indicadas en el apartado metodológico, con el n de observar
los cambios ocurridos con respecto al modelo 6D original,
comparar los resultados y permitir mostrar la importancia
de estos modelos a la hora de tomar decisiones. Esto con el
objetivo de generar unas simulaciones que muestren cambios en
la envolvente del edicio y que evidencien nuevas condiciones
en el comportamiento del inmueble. Los principales hallazgos
se resumen en el CUADRO II; además, están disponibles en
detalle los grácos de cada simulación por tipo de cambio en
el Apéndice II del material suplementario.
QUIRÓS, CRUZ: Metodología BIM 6D como herramienta para evaluar confort térmico aplicado a centros educativos costarricenses. 32
CUADRO II
RESUMEN DE DIFERENCIAS DE TEMPERATURA ENTRE SIMULACIONES Y MODELO:
EJEMPLO PARA EL AULA EN NICOYA
Cambio Tipo
Cambio en la temperatura
de confort en día promedio
(°C)
Cambio en la temperatura
de confort en día extremo
(°C)
Materiales de cubierta
Doble aislante -2,2 -2,3
Teja -0,7 -2,0
Techo verde -2,5 -1,8
Materiales de muros
Block 12 -1,1 -1,5
Block 15 -1,3 -1,8
Block 20 -1,6 -2,2
Madera -0,5 -1,4
Aislante pared R-11 -0,6 -1,9
Pendiente de techo
25 % + -0,4 -0,2
35 % -1,2 -1,2
45 % -1,4 -1,4
Orientación
Oeste -0,4 -3,0
Este -0,7 -1,8
Sur 0,2 0,0
Geometría
Aumento ventanas 0,1 0,1
Disminución
ventanas -0,3 -0,2
Ventilación en techo Simple -1,0 -1,1
Doble -0,7 -0,3
Notas aclaratorias de los materiales utilizados:
Los materiales iniciales son los del CUADRO I. Para las simulaciones de mejora en eciencia energética, únicamente
se cambia el tipo de muro. Los demás cambios son materiales añadidos o cambios en la geometría. Por ejemplo, para
materiales de cubiertas, todos son añadidos; por ende, todos suman capas para reducir la transmisión, ya que el diseño
original carece de ellas. Para materiales de muros, el original es la baldosa prefabricada de 4 cm, en cambio, las
simulaciones cambiaron este material por otras opciones.
A partir de los resultados obtenidos para el aula en Nicoya,
se decidió incorporar tres de los cambios más signicativos en
una misma simulación. Las variantes que más aportaron y que se
seleccionaron para este análisis adicional fueron: a) la reorientación
del edicio hacia el oeste; b) la incorporación de una segunda
capa de aislante encima del cielo; y c) la adición de una capa del
aislante para pared R-11. Para esta decisión, se consideró que las
tres medidas son de fácil implementación y de bajo costo, además
de que no representan complicaciones constructivas signicativas.
También, se consideró que estas variantes eran prácticas, ya que
al menos dos de los tres cambios incorporados también pueden
ser añadidos a edicios ya construidos (el uso de los aislantes),
lo cual permite que el MEP pudiera valorar como alternativa la
intervención de centros ya construidos.
En esta ocasión, se decidió trabajar solamente en el
emplazamiento de Nicoya, pues corresponde a la condición más
crítica de todas las estudiadas en cuanto a altas temperaturas
interiores. Así, entre los principales resultados, se evidencia que
la simulación de estos cambios en el aula en Nicoya signicó
disminuciones en la temperatura del orden de 8 % en promedio.
Además, la curva de la temperatura llegó a situarse en un rango
operativo aceptable en varios casos. En la Fig. 9, se representa este
comportamiento en un día promedio en Nicoya. De este modo, se
evidencia cómo, para los edicios con los planos originales del DIE,
todos los aposentos se encontraban fueran de los límites de confort,
mientras que, al implementar las medidas planteadas, todos los
inmuebles mejoran su comportamiento térmico y se ubican dentro
de rangos de comodidad térmica. Esto con la excepción del comedor
1, que sigue mostrando situaciones críticas, lo cual evidencia que el
exceso de calor en este aposento de cocina se debe más al tipo de
equipos radiantes dentro de la zona que a la temperatura exterior.
Se destacó la curva en color verde, que corresponde con la batería
sanitaria 1, porque fue uno de los aposentos que mejor reaccionó
a los cambios propuesto y logra obtener una posición media entre
ambos límites, por lo que llega a una situación muy cercana al
comportamiento ideal.
QUIRÓS, CRUZ: Metodología BIM 6D como herramienta para evaluar confort térmico aplicado a centros educativos costarricenses. 33
CUADRO III
RESUMEN DE DIFERENCIAS DE TEMPERATURA ENTRE SIMULACIONES Y MODELOS ORIGINALES
Ubicación Zona térmica
Diferencia reportada de
temperatura interior para el
día promedio
(°C)
Diferencia promedio de
Temperatura de confort para
el día extremo
(°C)
Nicoya
Aula -1,1 -1,6
Batería
sanitaria 1 -2,4 -4,0
Batería
sanitaria 2 -1,1 -1,4
Comedor 1 -0,3 -3,0
Comedor 2 -1,7 -2,6
Pavas
Aula 0,0 0,5
Batería
sanitaria 1 -1,1 -2,9
Batería
sanitaria 2 -0,5 -0,5
Comedor 1 1,4 -1,6
Comedor 2 -0,2 -1,2
Limón
Aula -0,7 -0,8
Batería
sanitaria 1 -1,8 -3,1
Batería
sanitaria 2 -0,7 -1,0
Comedor 1 -0,2 -2,1
Comedor 2 -1,1 -1,7
(a)
(b)
Fig. 9. Comportamiento del día típico según: a) plano tipo del DIE y b) plano con cambios sugeridos, en Nicoya, Guanacaste.
Posteriormente, se evaluó el comportamiento de los
edicios con las tres modicaciones seleccionadas en los otros
emplazamientos estudiados, para determinar la variación de la
temperatura que en promedio se logra obtener al implementar las
mejoras. Los resultados se presentan en el CUADRO III:
Al realizar la comparación, se debe considerar que los
valores en positivo representan un aumento de la temperatura,
situación que solo ocurrió en el aula y el comedor 1 de Pavas;
en cambio, los valores negativos representan una disminución
de la temperatura interior, que se logra en los demás casos. Por
consiguiente, se evidencia que las mejoras sugeridas, en su gran
mayoría, representan reducciones en la temperatura, producto de
la incorporación de los aislantes y la reubicación, lo que se reeja
en una mejora de la envolvente de cada edicio.
QUIRÓS, CRUZ: Metodología BIM 6D como herramienta para evaluar confort térmico aplicado a centros educativos costarricenses. 34
CONCLUSIONES
Con la presente investigación aplicada, se pudieron demostrar
algunos aspectos clave de la importancia de la implementación
del BIM y de las simulaciones que pueden realizarse con las
herramientas tecnológicas descritas, para conocer, de antemano,
los resultados en el desempeño de las edicaciones. Esto incluso
antes de invertir en su construcción y como parte de la optimización
de los procesos de diseño. Por ello, el modelado 6D resulta una
herramienta poderosa y muy versátil para la toma de decisiones
en todo nivel. A continuación, se presentan otras consideraciones
relevantes de la investigación.
Primeramente, fue posible demostrar el cambio de la
temperatura de confort al variar parámetros de la simulación y
sopesar la efectividad de cada una de las variantes contempladas.
Se señala la importancia de contar con este tipo de análisis para
evidenciar numéricamente ganancias térmicas según la forma
en que se emplean algunos de los elementos estudiados en estos
parámetros. De este modo, se identicaría con mayor facilidad
el comportamiento y sería posible adecuar los diseños antes
de construirlos, ya que los cambios pueden ser más fáciles de
implementar y a un menor costo.
En segundo lugar, los rangos de confort térmico uctúan de
acuerdo con la localización de la edicación por analizar y de las
condiciones climáticas que varían según la ubicación geográca.
Generar un único plano para cualquier condición induce a que se
deba realizar un diseño extremadamente robusto para que pueda
adaptarse a cualquier situación climática. Tal como se observó,
al realizar las simulaciones de las condiciones actuales, el mismo
plano puede presentar comodidad térmica en zonas como San
José, pero ser inviable en emplazamientos como Nicoya, pues las
condiciones del contexto varían fuertemente, lo que induce a un
discomfort en el horario operativo principal del período lectivo.
Por ende, contar con un solo juego de planos tipo para centros
educativos es altamente ineciente a nivel energético.
En tercer lugar, el diseño planteado actualmente por el
Ministerio de Educación Pública presenta grandes variaciones
de temperatura a lo largo del día, por el tipo de materiales que
conforman la envolvente del edicio. Se demostró que materiales
como la madera, los diferentes tipos de bloques o emplear aislante
en las paredes reduce estas uctuaciones, así como disminuye
las temperaturas internas.
En cuarto lugar, se demostró que el aposento de la cocina
(comedor 1) en todos los sitios de estudio se encontró fuera de
los rangos térmicos durante todos los días críticos y en la mayoría
de los días típicos. Asimismo, con la incorporación de cambios,
fue una zona que, pese a mejorar su comportamiento, siguió por
encima de los rangos superiores. De este modo, se concluye que
su diseño no es funcional y es necesario promover un rediseño
total del plano asignado para el comedor, porque su geometría
conceptual provoca discomfort térmico a los ocupantes durante
toda su jornada laboral.
Finalmente, se recalca la importancia de continuar con
investigaciones similares a la presente, que exploren otras
posibles ventajas del uso de estas tecnologías para optimizar los
diseños de futuras construcciones. Especialmente, se recomienda
complementar en futuras investigaciones el uso combinado del
BIM 6D con el BIM 5D, a n de demostrar que BIM ayuda a tomar
decisiones óptimas, balanceando los mejores resultados respecto al
rendimiento térmico con el coste óptimo. Esto permitiría ver si las
potenciales mejoras en rendimiento energético, que se consiguen
con materiales de mayor calidad o especialmente diseñados para
el control de la temperatura, reejan un ahorro real en el coste
global de la edicación y en qué período se logra recuperar las
inversiones adicionales.
ROLES DE LOS AUTORES
Luis Alejandro Quirós Avendaño: Conceptualización,
Curación de Datos, Análisis formal, Investigación, Metodología,
Recursos, Software, Visualización, Redacción – borrador original,
Redacción – revisión y edición.
Nidia Cruz Zúñiga: Conceptualización, Análisis formal,
Investigación, Metodología, Administración del proyecto,
Recursos, Supervisión, Validación, Visualización, Redacción –
borrador original, Redacción – revisión y edición
REFERENCIAS
[1] Comisión Económica para América Latina y el Caribe de
la Organización de Naciones Unidas, La Agenda 2030 y los
Objetivos de Desarrollo Sostenible: una oportunidad para
América Latina y el Caribe. Santiago, Chile: Publicación
de Naciones Unidas, 2018. [en línea]. Disponible en: www.
issuu.com/publicacionescepal/stacks
[2] W. Gonzalez y C. Lesmes, “Siete dimensiones de un proyec-
to de Construcción con la metodología Building Information
Modeling”, L´Esprit Ingenieux, vol. 8, no. 1, ene. 2017. [en
línea]. Disponible en: https://www.researchgate.net/publi
-
cation/339300817_Siete_dimensiones_de_un_proyecto_
de_construccion_con_la_metodologia_Building_Informa-
tion_Modeling_Revista_LEsprit_Ingenieux_8_1_2017?_
tp=eyJjb250ZXh0Ijp7ImZpcnN0UGFnZSI6Il9kaXJlY-
3QiLCJwYWdlIjoicHVibGljYXRpb24ifX0#full-text
[3] Programa Estado de la Nación, “Octavo Estado de la Edu-
cación 2021”, Consejo Nacional de Rectores, Pavas, Costa
Rica, sep. 2021.
[4] F. Denis, The guide to Building Information Modelling.
Bruselas, Bélgica: ADEB-VBA, oct. 2015. [en línea]. Di-
sponible en: www.vub.ac.be/ARCH/ae-lab/transform
[5] P. Smith, “BIM implementation - Global strategies”, Proce-
dia Engineering, vol. 85, pp. 482–492, 2014, doi: 10.1016/j.
proeng.2014.10.575.
[6] M. Carmona y E. Mata, “Propuesta para la implementación
de la metodología BIM en los proyectos deobra pública de
Costa Rica”, Met. y Mat., vol. 10, pp. 35-47, dic. 2019, doi:
10.15517/mym.v10i0.42257.
QUIRÓS, CRUZ: Metodología BIM 6D como herramienta para evaluar confort térmico aplicado a centros educativos costarricenses. 35
[7] Ministerio de Planicación Nacional y Política Económica,
“Hoja de Ruta para la adopción de BIM en Costa Rica”,
Gobierno de Costa Rica, San José, Costa Rica, 2022.
[8] J. Montenegro et al., Guía de implementación BIM para
empresas. San José, Costa Rica: BIM Forum Costa Rica y
Cámara Costarricense de la Construcción, ago. 2018. [en
línea]. Disponible en: www.construccion.co.cr/BimForum
[9] J. Messner et al., BIM Project Execution Planning
Guide-Version 2.2. University Park, PA, Estados Unidos:
Penn State, 2019.
[10] C. Soto, S. Manriquez, N. Tala, C. Suaznabar y P. Henriquez,
Guía para la implementación de Building Information Mod-
elling a nivel de pilotos en proyectos de construcción públi-
ca. Washington, DC, Estados Unidos: Banco Interamerica-
no de Desarrollo, oct. 2022, doi: 10.18235/0004528.
[11] R. Lacomba et al., Manual de arquitectura solar. Ciudad de
México, México: Trillas, abr. 1991.
[12] P. Dohmen, P. Liebsch y H. Sautter, LOD / LOI DEFINI-
TIONEN Informationen zur Detaillierungs-und Informa-
tionstiefe BIM V1.0 Ein Dokument des BIM Praxisleitfaden,
2016.
[13] L. Brackney, A. Parker, D. Macumber y K. Benne, Building
Energy Modeling with OpenStudio. Cham, Suiza: Springer
International Publishing, may. 2018.
[14] National Renewable Energy Laboratory, Estados Unidos.,
OpenStudio 1.9.0 Basic Workow Guide. (2015). [en línea].
Disponible en: http://nrel.github.io/OpenStudio-user-docu-
mentation/img/pdfs/openstudio_interface_quickstart.pdf
[15] A. Maristany y S. Angiolini, Calor, envolventes y eciencia
energética Instalaciones 2B. Córdoba, España: Editorial de
la Facultad de Arquitectura y Urbanismo de la Univ. Nacio-
nal de Córdoba, 2017.
[16] Thermal Environmental Conditions for Human Occupancy,
ASHRAE 55-2017, ASHRAE, 2017.
[17] L. A. Quirós, “La metodología BIM 6D para la evaluación
del confort térmico y eciencia energética aplicada a edi-
caciones tipo de centros educativos del MEP”, Tesis de li-
cenciatura, Univ. de Costa Rica, San José, Costa Rica, 2024.
[18] Instituo Metereológico Nacional, “Estaciones Automáti-
cas”. IMN.ac.cr. https://www.imn.ac.cr/web/imn/esta-
ciones-automaticas (accesado en ene. 24, 2023).
[19] L. Lawrie y D. Crawley, “Repository of free climate data
for building performance simulation”. Climate.OneBuild
-
ing.Org. https://climate.onebuilding.org/ (accesado en feb.
3, 2023).
APÉNDICE I
DETALLES DE PLANOS PROCESADOS
A. Detalle de paredes compartidas
Fig. 10. Detalle de paredes compartidas.
QUIRÓS, CRUZ: Metodología BIM 6D como herramienta para evaluar confort térmico aplicado a centros educativos costarricenses. 36
B. Planta arquitectónica de aula académica
Fig. 11. Planta arquitectónica de planta académica.
C. Planta arquitectónica de bateria sanitaria
Fig. 12. Planta arquitectónica de batería sanitaria.
QUIRÓS, CRUZ: Metodología BIM 6D como herramienta para evaluar confort térmico aplicado a centros educativos costarricenses. 37
D. Planta arquitectónica de comedor
Fig. 13. Planta arquitectónica de comedor.
APÉNDICE II
GRÁFICOS DE RESULTADOS DE ANÁLISIS DE
SENSIBILIDAD
A. Muros
Fig. 14. Comportamiento típico de la temperatura promedio a través del año
en Nicoya, Guanacaste, Costa Rica.
Fig. 15. Comportamiento típico en el día crítico de la época seca en Nicoya,
Guanacaste, Costa Rica.
QUIRÓS, CRUZ: Metodología BIM 6D como herramienta para evaluar confort térmico aplicado a centros educativos costarricenses. 38
Fig. 16. Comportamiento típico de la temperatura promedio a través del día
en Nicoya, Guanacaste, Costa Rica.
B. Techos
Fig. 17. Comportamiento típico de la temperatura promedio a través de un
año en Nicoya, Guanacaste, Costa Rica.
Fig. 18. Comportamiento típico en el día crítico de la época seca en Nicoya,
Guanacaste, Costa Rica.
Fig. 19. Comportamiento típico de la temperatura promedio del día en
Nicoya, Guanacaste, Costa Rica.
C. Orientación del edicio
Fig. 20. Comportamiento típico de la temperatura promedio a través de un
año en Nicoya, Guanacaste, Costa Rica.
Fig. 21. Comportamiento típico en el día crítico de la época seca en Nicoya,
Guanacaste, Costa Rica.
QUIRÓS, CRUZ: Metodología BIM 6D como herramienta para evaluar confort térmico aplicado a centros educativos costarricenses. 39
Fig. 22. Comportamiento típico de la temperatura promedio a través del día
en Nicoya, Guanacaste, Costa Rica.
D. Pendientes de techos
Fig. 23. Comportamiento típico en el día crítico de la época seca en Nicoya,
Guanacaste, Costa Rica.
Fig. 24. Comportamiento típico de la temperatura promedio a través del día
en Nicoya, Guanacaste, Costa Rica.
Fig. 25. Comportamiento típico de la temperatura promedio a través del año
en Nicoya, Guanacaste, Costa Rica.
E. Ventanas
Fig. 26. Comportamiento típico en el día crítico de la época seca en Nicoya,
Guanacaste, Costa Rica.
Fig. 27. Comportamiento típico de la temperatura promedio a través del día
en Nicoya, Guanacaste, Costa Rica.
QUIRÓS, CRUZ: Metodología BIM 6D como herramienta para evaluar confort térmico aplicado a centros educativos costarricenses. 40
Fig. 28. Comportamiento típico de la temperatura promedio a través del año
en Nicoya, Guanacaste, Costa Rica.
F. Ventilación
Fig. 29. Comportamiento típico en el día crítico de la época seca en Nicoya,
Guanacaste, Costa Rica.
Fig. 30. Comportamiento típico de la temperatura promedio a través del día
en Nicoya, Guanacaste, Costa Rica.
APÉNDICE III
LOI 300 (DETALLADO DE MATERIALES)
Fig. 31. LOI 300 (detallado de materiales).
QUIRÓS, CRUZ: Metodología BIM 6D como herramienta para evaluar confort térmico aplicado a centros educativos costarricenses. 41
APÉNDICE IV
ZONAS TÉRMICAS
A. Zonas térmicas de aula académica
Fig. 32. Zonas térmicas de aula académica.
B. Zonas térmicas de bateria sanitaria
Fig. 33. Zonas térmicas de batería sanitaria.
C. Zonas términcas de comedor
Fig. 34. Zonas térmicas de comedor.
