Recomendaciones de diseño para disminuir
el consumo de energía en los hoteles de playa en Cuba

Design Recommendations to Lower Power Consumption
in Cuban Beach Hotels

Dr. Arq. Luis Alberto Rueda Guzmán
Departamento de Diseño, Facultad de Arquitectura,
Instituto Superior Politécnico José Antonio Echeverría (ISPJAE), La Habana, Cuba.
Design Department, Architecture Faculty,
José Antonio Echeverría Higher Polythecnical Institute (ISPJAE), Havana City, Cuba.
e-mail: rueda@arquitectura.cujae.edu.cu

Resumen
El desarrollo turístico en Cuba es una importante prioridad para el país, y se concentra fundamentalmente en las playas y costas de la Isla, donde se han construido y se construyen numerosos alojamientos con fines turísticos, lo que ocasiona impactos ambientales. Estas instalaciones se convierten en colosos consumidores de energía debido, entre otras razones,
a inadecuadas soluciones de diseño arquitectónico, entre las que se pueden citar usos inapropiados de los elementos de protección solar y deficiente calidad de la envolvente arquitectónica, en ocasiones por la minimización de los problemas asociados al funcionamiento físico-ambiental de los edificios por parte de los arquitectos.

Las habitaciones constituyen los espacios donde el turista permanece por más tiempo
y el elemento que más se repite para conformar el subsistema de alojamiento y por tanto
sus soluciones de diseño, que influyen en la carga térmica transmitida al espacio interior
y repercuten de forma directa en el consumo de energía por climatización artificial de la instalación hotelera. En esta investigación se estudian y se evalúan, mediante sistemas automatizados aplicados al diseño, las variables que más influyen en el consumo energético
de las habitaciones de los hoteles de playa, con vistas a proponer vías de solución que
con un diseño arquitectónico más apropiado permitan reducir el consumo de energía por climatización artificial en los hoteles de playa en Cuba.

Abstract
Tourism development in Cuba is a major priority and is mainly focused on beaches and coastlines where many tourist facilities were and are being built, thus causing enviromental impacts. These facilities are turned into colossal energy consumers, due to several reasons: inadequate solutions of architectural designs, among which the inadequate use of solar protection and the poor quality of architectural structures can be listed. Also, on some occasions, this is due to the fact that problems, associated with physical and environmental operation of buildings by architects, are not tackled. Rooms are the sites where tourists stay most of the time and the most repetitive element to be build in the accommodation subsystem, so solutions on design are the ones which influence the thermal charge released to the interior space, causing a direct impact on energy consumption in terms of hotel artificial air-conditioning. This research work through computerized design systems, studies and reviews those variables which are more influential on power consumption in beach hotel rooms, and thus solutions are proposed using a more proper architectural design, thus allowing a reduced power consumption in artificial air-conditioning in Cuban beach hotels.

1. Introducción
Se ha planteado que «el turismo está transformando la economía del país y representa el sector más dinámico de crecimiento de las inversiones» [Bérriz, et al., 1995] y el desarrollo perspectivo de la actividad turística ha sido una prioridad para el gobierno cubano en la última década.
Hoy día constituye el recurso económico más importante de la economía cubana al superar
la suma de más de 2 100 millones de USD como fuente de ingresos [OHT, 2000].

El Ministerio del Turismo (MINTUR) establece en sus programas de desarrollo, el acelerado crecimiento del producto «playa» en un 74,6 %, lo que representará las tres cuartas partes
del producto turístico en los próximos veinte años [MINTUR, 1998].

Este desarrollo se localiza fundamentalmente en las zonas costeras: playas, cayos e islotes. La península de Varadero y la cayería de Jardines del Rey, con 15 552 y 3 300 habitaciones
en explotación, respectivamente, constituyen los polos por excelencia de mayor desarrollo
en la actualidad, y por consiguiente de llegada de visitantes, aunque ya otros comienzan a crecer vertiginosamente [MINTUR, 2002 (b)].

Sin embargo, numerosos son los problemas que se aprecian en el diseño de los hoteles ubicados en las playas. A los problemas medioambientales se suman la pérdida de identidad local y nacional, como se planteó en al Primera Convención de Turismo del Nuevo Milenio [MINTUR, 2001]. Y de hecho han recibido atención en estas agendas los aspectos relacionados con el alto consumo de energía de las instalaciones turísticas, cuya solución se hace imprescindible debido a su impacto económico y ecológico, tal como se hizo constar
en la segunda edición de la Convención ya citada [MINTUR, 2002 (a)].

Reiterados son los problemas asociados al alto consumo energético de las habitaciones
en los hoteles con Destino Sol y Playa (HDSP), como son: inadecuada orientación de la planta habitacional (PH), ausencia y usos inapropiados de los elementos de protección solar, inadecuados cierres opacos y transparentes, uso de tipologías habitacionales no apropiadas, por sólo citar algunos. Esto no solamente se debe a la importación de proyectos del exterior
o al poco surtido y la disponibilidad de recursos, sino también a la omisión o minimización
de los requerimientos asociados al funcionamiento físico-ambiental de las instalaciones turísticas, como consecuencia, en ocasiones, del desconocimiento de las alternativas
y respuestas que ofrecen un enfoque bioclimático de la arquitectura.

Este trabajo permitirá evaluar cómo influyen las variables de diseño en el consumo de energía eléctrica en los HDSP con vistas a proponer recomendaciones de diseño para el ahorro energético, valiéndose de medios informáticos aplicados.

2. Antecedentes
En Cuba existen experiencias previas que abordan la influencia y evaluación de las variables
de diseño, en el consumo energético de las edificaciones. En la Tesis de Doctorado «Reducción de la ganancia de calor en las edificaciones climatizadas» se proponen espesores recomendables de asilamientos térmicos para paredes y cubiertas expuestas, y se estudian además diferentes tipos de vidrios para ventanas sin proteger [Díaz, 1986].

La Norma Cubana 220-1 (2001) analiza el papel de la envolvente del edificio, en el epígrafe titulado «Edificaciones. Requisitos de diseño para la eficiencia energética» [NC, 2001].
Este estudio establece requisitos muy generales de diseño para evaluar el comportamiento energético de un edificio, con independencia del programa arquitectónico; pero existen aspectos relacionados con la envolvente, la forma del edificio y el espacio interior que son estudiados en el trabajo con mayor profundidad y especificidad.

Por otra parte, profesores e investigadores del Centro de Estudio de Tecnologías y Energías Renovables (CETER) de la Facultad de Ingeniería Mecánica (ISPJAE), en conjunto con especialistas de TECNOMAT CARIBE, S.A. [TECNOMAT CARIBE, 2002], han acumulado también una experiencia de trabajo muy valiosa, enfocada hacia la influencia de la ventana
con marco de PVC y vidrio selectivo, en el consumo de energía de las habitaciones hoteleras.

También se tienen en cuenta las experiencias internacionales, que en su mayoría están dirigidas al tema de la vivienda y los edificios públicos, pero que además son aplicables a las habitaciones hoteleras. Estos estudios hacen énfasis en los materiales de las ventanas, más que en su diseño, que sí se detalla en el presente trabajo [Rueda, 2003 (a)].

3. Método
A partir de la definición de las variables de diseño que intervienen en el ambiente térmico interior (no visual) mediante la carga térmica transmitida hacia el espacio interior y que condiciona
el consumo de energía por climatización en las habitaciones hoteleras [Rueda, 2003 (a)],
se evaluó su influencia en el objeto de estudio mediante la simulación de casos y la utilización de un sistema automatizado. Se compararon los resultados obtenidos en uno de los casos con mediciones a escala real, verificándose la utilidad del software. Se elaboraron, con posterioridad, las recomendaciones de diseño.

4. Resultados
4.1. Selección y uso del software para la simulación
En la actualidad el uso de los programas automatizados para la simulación del comportamiento térmico de las edificaciones no es una novedad; sin embargo, en Cuba su aplicación se puede considerar aún incipiente. Su uso en las instalaciones hoteleras tiene lugar mayormente en las empresas de proyecto dedicadas al diseño de este tipo de programa arquitectónico, por parte de especialistas en clima, fundamentalmente ingenieros mecánicos, y en centros de investigación vinculados a las universidades (CETER, CUJAE), con el propósito de diseñar
los sistemas de climatización, y en ocasiones para fundamentar la selección del tipo de ventana que se va a utilizar en las habitaciones. Sin embargo, no han sido empleados para
la evaluación integral de las soluciones de diseño.

De los múltiples programas desarrollados a escala internacional para la evaluación de la iluminación, ventilación, transferencia térmica y comportamiento de ventanas [García, 2003
y Llamas, 2003], se ha escogido para su empleo en el presente trabajo el DEROB LTH (Respuesta Dinámica a la Energía de los Edificios), creado en Texas en 1979 y desarrollado
y perfeccionado posteriormente por la Universidad de Lund en 1999. La selección de este programa responde a que es el único disponible en Cuba (en su versión más actual y completa) para los fines de este trabajo, a la existencia de varios especialistas entrenados en su uso,
y además que ya ha sido aplicado en el país con resultados satisfactorios por el Ministerio
de la Construcción, el CETER y la propia Facultad de Arquitectura.

El programa consiste en ocho módulos, seis de los cuales se utilizan para calcular los valores de las temperaturas, la calefacción y las cargas de climatización. Estas últimas, de acuerdo con los objetivos del presente trabajo, constituyen la variable fundamental que se debe evaluar.

En sus cálculos no está incluida la humedad relativa, lo cual no resulta determinante en casos como éste, en que se trata de edificaciones climatizadas donde la humedad relativa es regulada por el sistema de climatización artificial.

4.2. Casos de estudio
Los modelos geométricos utilizados en los casos de estudio se corresponden con las diferentes tipologías de plantas habitacionales (Fig. 1) [Rueda, 2003 (a)]. De aquí resultan nueve tipologías para evaluar en las diferentes orientaciones que son objeto de estudio. El resto de los parámetros definidos en cada una de las variables de diseño se analizaron sólo en la tipología de planta doble, cuya habitación tipo constituye la de menor cantidad de cierres expuestos
al soleamiento. Por tanto, el comportamiento relativo del resto de las variables de diseño estudiadas se evaluaron en la tipología de planta doble, para ser extrapoladas al resto de las tipologías volumétricas (cabaña simple, cabaña pareada y planta simple).

Fig. 1. Geometrías de las tipologías de la PH obtenidas por el DEROB-LTH.

4.3. Resultados del proceso de simulación
Entre los resultados de la simulación que ofrece el DEROB LTH se encuentran las temperaturas de cada una de las superficies interiores del volumen (espacio); la distribución espacial de la temperatura operativa y de los porcentajes de personas en condiciones de confort según el método de Fanger [Alemany, 1986], ambos en gráficos bidimensionales con escala de colores; la temperatura operativa promedio del local y la carga de climatización (enfriamiento o calefacción) requerida. De acuerdo con los objetivos del presente trabajo,
se seleccionaron como datos finales de salida los dos últimos, que permiten una rápida comparación de la carga térmica resultante, así como la carga de climatización en cada uno
de los modelos simulados, las cuales tienen una influencia directa en el consumo de energía.
También se ofrecen aquí los resultados de la comparación con las mediciones reales desarrolladas en una habitación del hotel Las Praderas [Herrera, 2001].

4.3.1. Comparación de los resultados con la realidad
Como se aprecia en el gráfico de la figura 2, los resultados de la simulación en el modelo construido de acuerdo con las características de la habitación del hotel Las Praderas, cuya carga de climatización había sido medida en el modelo real [Herrera, 2001], coinciden bastante con la realidad en cuanto a la magnitud de la carga (superior a un 90 % de aproximación).

En este caso sí se consideraron en la simulación las cargas internas. La diferencia entre ambas curvas consiste en un ligero incremento de la carga simulada con respecto a la curva
de las mediciones reales, lo cual puede deberse a la influencia del marco de la ventana que
en la simulación no se tiene en cuenta por especificaciones del programa automatizado.

El valor de la carga diaria acumulada en el modelo real medido el 4 de agosto de 2001 es
de 17,2 kWh, mientras que la carga diaria acumulada en el modelo simulado de acuerdo
con los datos climáticos de esa misma fecha es de 18,3 kWh, para una diferencia aproximada
de 1 kWh [Rueda, 2003 (b)].

Fig. 2. Comparación de los resultados teóricos (DEROB-LTH)
con respecto a los experimentales (hotel Las Praderas).

4.3.2. Influencia de la tipología
De las tipologías estudiadas, la mayor carga de climatización (17,5 kWh acumulado diario) correspondió a la Cabaña Simple, con una compacidad de 0,73 y una exposición de las superficies exteriores de 1,0. Le sigue en orden descendente la Cabaña Pareada, con una carga de climatización de 14,4 kWh, compacidad de 0,75 y exposición de los cierres de
0,77 [Rueda, 2003 (b)].

El comportamiento de las tipologías de Planta Simple y Doble es muy similar en cuanto
a la carga de climatización, aunque la Planta Doble es ligeramente menor.

Con el objetivo de poder representar en un mismo grafico la variación de la carga de climatización con respecto a los indicadores de la volumetría en las tipologías no desplazadas, fue necesario multiplicar los valores de los indicadores en órdenes de diez mil veces, ya que estos se hallan referidos a una escala de 1 y la carga en miles de Wh. Las tipologías se representan en las abscisas; los indicadores, en las ordenadas hacia arriba, y la carga en
la ordenada hacia abajo.

Por tales razones, existe una relación directa entre la ganancia térmica y el índice de exposición de los cierres al sol, pero no entre la primera y el índice de compacidad. Por tanto, este último índice no resulta útil para comparar tipologías que constituyen formas de agrupación de habitaciones o espacios modulares «embebidos» en el volumen, en relación con su ganancia térmica.

Fig. 3. Comparación de la magnitud de la variación de la carga con
respecto a los indicadores de la volumetría.

4.3.3. Influencia de la orientación
Las cargas de climatización acumuladas diariamente en las tipologías fundamentales se comportan de manera similar en cuanto a la orientación, por lo que resulta siempre la Cabaña Simple la más perjudicada por el soleamiento, seguida de la Cabaña Pareada, la Planta Simple y la Doble en ese orden. Sin embargo, la Planta Simple es más vulnerable en las orientaciones en el entorno Oeste, ya que su carga es superior incluso a la Cabaña Pareada.

Fig. 4. Comportamiento del acumulado diario de la carga
de climatización en las tipologías en relación con la orientación.

Para todas las tipologías estudiadas (excepto la Planta Doble, que tiene habitaciones en dos orientaciones opuestas a la vez), la peor orientación es siempre la SE, seguida de la E y la SO en la Cabaña Pareada y la Planta Simple, y la SO y E en la Cabaña Aislada. La mejor orientación es la N, seguida de la NO, a diferencia de lo que tradicionalmente se piensa respecto al NE. Las orientaciones NE, O y S tienen un comportamiento intermedio, cuyo orden de preferencia varía en cada una de las tres tipologías analizadas. Por último, la tipología de Planta Doble, cuyas habitaciones se ubican en orientaciones opuestas, la mejor orientación
es N-S, y la peor es la E-O, con una carga de climatización que es casi el doble de la primera.
A pesar de que la diferencia no es considerable, la orientación NE-SO es preferible a la NO-SE.

4.3.4. Influencia de las dimensiones, proporciones y ubicación de las ventanas
De las ventanas estudiadas, los mayores acumulados diarios de carga de climatización para cada orientación corresponden a la ventana máxima, como es de suponer, con una relación Av/Ap de 0,78. Le sigue la ventana de antepecho (Av/Ap = 0,44), y en ese orden la ventana vertical en el centro (Av/Ap= 0,38), la ventana vertical en el extremo (Av/Ap = 0,38) y por último la ventana mínima (Av/Ap = 0,22) [15]. Con esto se comprueba que el área de la ventana es decisiva en la carga de climatización y tiene una relación directa con ésta. Sin embargo, la ventana no influye de la misma manera en las diferentes orientaciones.

En la orientación Norte (por tratarse del mes de marzo, donde no hay influencia de la radiación solar directa en esta orientación), la dimensión de la ventana es prácticamente indiferente, mientras que su influencia en la carga térmica se maximiza en la orientación Este, seguida
de la Sur, y es menor en la Oeste (de las cuatro orientaciones estudiadas). Esto corrobora los resultados obtenidos anteriormente con respecto a la influencia de la orientación en la carga térmica, que se hacía mayor en el entorno Este y menor en el Oeste, posiblemente por la mayor nubosidad en horas de la tarde.

Como se puede observar, en el caso de la ventana vertical ubicada en el centro y en el extremo, a pesar de contar ambas con igual dimensión, la carga se incrementa ligeramente en la primera. Esto demuestra que además de la dimensión, la ubicación de la ventana influye de forma directa en la carga de climatización. La ventana ubicada en el centro del cierre exterior expuesto permite una mayor penetración de los rayos solares en el interior de la habitación, cualquiera que sea el ángulo de incidencia de éstos. La habitación con ventana de proporciones verticales ubicada en el extremo llega a presentar una menor carga térmica incluso que la habitación con ventana de dimensiones mínimas orientada al Sur y al Oeste.

Algo parecido ocurre con la ventana de antepecho, que teniendo una dimensión similar (ligeramente superior) a las verticales (tanto en el centro como en el extremo), y Av/Ap de 0,44, aporta una carga superior en algo más de 1,0 kWh. Su proporción horizontal favorece la penetración de los rayos solares, cualquiera que sea su ángulo de incidencia.
Esto demuestra que, además de las dimensiones, las proporciones y ubicación de las ventanas constituyen un factor importante en la carga de climatización.

Fig. 5. Variación de la carga de climatización con respecto
a los indicadores de Av/Ap de las ventanas estudiadas.

4.3.5. Influencia de los elementos de protección solar en función de la orientación
En general existe una relación directa entre los valores de la tersura y los acumulados diarios de carga de climatización de los elementos de protección solar estudiados, es decir, que a mayor tersura, mayor carga. No obstante, los menores valores de carga se producen en los elementos donde predomina la proyección horizontal. Los elementos discontinuos presentan mayor tersura y permiten la penetración lateral de los rayos solares.

Sólo se estudiaron en las ocho orientaciones principales los elementos fijos (aleros, balcones
y terrazas), los cuales se comportan de la misma manera relativa en cada una de las orientaciones. Los mejores resultados se obtienen con las terrazas (de mayor proyección horizontal y menor tersura), seguidos por los balcones; y por último, los aleros, donde la carga es mayor en cualquier orientación, ya que su proyección horizontal es menor y su tersura mayor.

Se comprueba nuevamente que la peor orientación es la Este, aun con elementos de protección solar. Sin embargo, la presencia de estos elementos es más eficiente en la orientación Sur,
ya que siendo la carga normalmente mayor en ésta que en la Oeste [Rueda, 2003 (b)], cuando existe protección solar, la fachada Sur presenta un mejor comportamiento que la Oeste (menor carga de climatización acumulada diaria). No obstante, la diferencia de carga entre ambas fachadas (Sur y Oeste) no es considerable.

Fig. 6. Variación de la carga de climatización de los elementos
de protección solar con respecto a los indicadores de la tersura.

4.3.6. Influencia de los elementos constructivos de pared
Existe una correspondencia directa entre los valores de U y la carga acumulada diaria en los elementos de las paredes simuladas. El comportamiento de los materiales de construcción generalmente empleados en Cuba (hormigón armado, bloque hueco de mortero y ladrillo con valores de U entre 2,4 y 3,63) resulta muy similar desde el punto de vista de su influencia en
la carga de climatización de las habitaciones, y con ellos se obtienen los mayores valores (entre 17,6 y 18,3 kWh). Los menores valores de la carga de climatización acumulada diaria (13,0 kWh) se logran, sin embargo, con elementos tipo sándwich (U = 0,34), que incluyen capas de materiales aislantes.

Usando madera no se obtienen reducciones significativas. La solución simulada con panel
de cierre de madera dura de 5 cm de espesor (U = 3,2) presenta una carga acumulada de
17,4 kWh).

Fig. 7. Variación de la magnitud de la carga de climatización
con respecto a U en los elementos constructivos de pared.

4.3.7. Influencia de los elementos constructivos de cubierta
Al igual que sucede con los elementos constructivos de la pared, en la cubierta también existe una correspondencia directa entre la transmitancia térmica o el factor global de transferencia (U) y la carga de climatización acumulada durante el día. Los casos con elementos de uso tradicional en el país, como la vigueta y bovedilla (U = 1,36) y la losa spiroll (U = 2,24), ambas con enrajonado y soladura, presentan los mayores valores de carga (superior en la losa spiroll por su menor espesor). Los menores valores se obtienen con los paneles de poliuretano recubierto con aluminio (U = 0,52) o con PVC (U = 0,45) por la presencia del material aislante.

Fig. 8. Variación de la carga de climatización con respecto
a U en los elementos constructivos de cubierta.

4.3.8. Influencia de los materiales de la ventana (vidrio)
La variación de la carga de climatización obtenida en los ejemplos simulados con ventanas
de uno o dos paños de vidrio de 6 mm no es significativa (0,8 kWh), a pesar de que la diferencia entre la U de ambas ventanas sí es considerable (5,9 y 3,2, respectivamente), Sin embargo,
la utilización de un recubrimiento de baja emisividad en la doble capa de vidrio (U = 2,2) disminuye la carga en más de 3,5 kWh, mientras que con gas argón en una cámara de 12 mm y doble vidrio (U = 1,4) la carga decrece en algo más de 5,8 kWh.

Fig. 9. Variación de la magnitud de la carga de climatización
con respecto a U en las ventanas según su material.

4.3.9. Influencia del color de las superficies exteriores
Se comprueba que la carga de climatización diaria acumulada se reduce a la mitad al aumentar la reflectividad de las superficies exteriores de 0,35 a 0,8 en cubiertas, mientras que en las paredes solamente decrece 0,6 kWh. Este resultado se debe fundamentalmente al área de la superficie expuesta (mayor en cubiertas que en paredes) y la posición que ocupa el plano en
el espacio con respecto al ángulo de asoleamiento.

Fig. 10. Variación de la magnitud de la carga de climatización
con respecto a la reflectividad en los elementos opacos (paredes y cubiertas).

4.4. Influencia relativa de las variables de diseño en la carga de climatización
de las habitaciones
Resulta necesario analizar comparativamente (en conjunto) el peso relativo de cada una de las variables de diseño, con vistas a proponer las recomendaciones de diseño.

Para esto se ha confeccionado un gráfico-resumen donde se muestra el rango en el que pueden variar los valores de la carga de climatización de acuerdo con las decisiones de diseño que se tomen en cada una de las variables estudiadas. Algunas de estas variables no aparecen porque su contribución al ahorro energético es despreciable (color exterior en paredes), o porque su efecto puede ser considerado en otra variable (desplazamientos verticales hacia delante, cuyo efecto es similar al de los elementos de protección solar), o porque se trata de una condición inevitable (cubierta expuesta).

Fig. 11. Gráfico-resumen de la influencia relativa de las variables
de diseño en la carga de climatización.

De las variables de diseño relacionadas en el grafico, la mayor parte de ellas dependen de decisiones de diseño, es decir, resultan de la acción creadora del proyectista o arquitecto (tipologías, desplazamientos, orientación, dimensiones, proporción y ubicación de las ventanas, forma de la cubierta y color exterior de ésta), como síntesis de numerosos requerimientos, en ocasiones variables contradictorias entre sí. Otras, sin embargo, son el resultado de decisiones económicas, generalmente tomadas por la entidad inversionista a partir de la propuesta de proyecto (materiales y elementos de construcción que se van a utilizar en paredes, cubiertas
y ventanas, así como el empleo y tipo de elementos de protección solar).

Los valores de carga de climatización que se han obtenido corresponden a una habitación en
un día. Si se considera la carga total de climatización del subsistema de alojamiento de un hotel a lo largo de un año, el impacto económico y ambiental de las decisiones de diseño resulta considerable.

4.5 Recomendaciones de diseño

4.5.1. Tipologías
• La selección de la tipología que se debe emplear es el resultado de la conciliación de múltiples requerimientos. No obstante, siempre que sea posible debe tenerse en cuenta que las soluciones con menor índice de cierres expuestos resultan más económicas (consumo unitario de materiales y suelo, y costos de mantenimiento) y generan menor consumo de energía por climatización.

• La altura de las edificaciones también depende de numerosos factores del contexto y de la inversión. No obstante, elevar el CUS dentro de los límites admisibles reduce la cantidad de habitaciones con cubiertas expuestas a la radiación solar y, por tanto, el consumo energético por climatización, además de disminuir los costos del terreno y la infraestructura.

• La forma y orientación de las cubiertas dependen de numerosos factores de diseño. El uso
de cubiertas inclinadas resulta favorable desde el punto de vista de la evacuación pluvial, pero aunque tradicionalmente se ha dicho que las cubiertas inclinadas reciben menor radiación solar promedio anual, en el caso de habitaciones climatizadas contribuyen a incrementar la carga
de climatización al aumentar el volumen del espacio que se vaya a climatizar.

• En caso de usarse cubiertas inclinadas es preferible que cada habitación tenga su cubierta inclinada en un solo plano con una única orientación. Las cubiertas a dos aguas en un mismo espacio son peores desde el punto de vista térmico y también para la evacuación pluvial, en dependencia de la relación de las pendientes con el volumen.

• Las cubiertas inclinadas orientadas hacia el Norte resultan más favorables, y las mayores cargas de climatización se producen con las cubiertas orientadas hacia el Sur.

• Dentro de la tipología seleccionada, el empleo de desplazamientos entre las habitaciones (tanto horizontales como verticales hacia delante) favorece el autosombreado de la propia edificación y con ello contribuye a reducir el consumo de energía por climatización.

4.5.2. Orientación
La orientación de las habitaciones está en dependencia de numerosos requerimientos, pero, siempre que sea posible, por su alta contribución al consumo energético por climatización sin costo adicional, deberá tenerse en cuenta lo siguiente:

• Las mayores reducciones de la carga de climatización se obtienen en las orientaciones Norte y noroeste.

• Deben evitarse por todos los medios las orientaciones sureste, seguidas de la Este y Suroeste.

• Para las soluciones tipológicas con habitaciones ubicadas en orientaciones opuestas resulta preferible la orientación N/S y debe evitarse la orientación E/O.

• Cualquier orientación, aunque no sea de las más recomendables, es factible siempre que
se complemente con los elementos de protección solar apropiados.

• Las soluciones tipológicas con habitaciones en más de dos orientaciones simultáneas deberán recurrir necesariamente al empleo de elementos de protección solar.

• Dentro de las formas complejas, las lineales por presentar orientaciones similares (en el mismo rango) sólo necesitarán usar elementos de protección solar, cuando la orientación lo requiera.

• En las formas estrelladas y reticulares, al presentar diversas y múltiples orientaciones de las habitaciones, el uso de los elementos de protección solar será un requerimiento de diseño imprescindible.

4.5.3. Elementos de protección solar
• Hacia las orientaciones más desfavorables desde el punto de vista de la radiación solar incidente y de la carga de climatización (SE, E, SO), debe garantizarse la protección solar con elementos fijos, para no correr el riesgo de que en algún momento se prescinda de ellos. Esto quiere decir que en dichas orientaciones deben emplearse preferiblemente balcones y terrazas, que son los que proporcionan una menor tersura con mayor proyección horizontal.

• El uso de los elementos de protección solar, sean fijos o adosados, constituye una decisión de diseño que también responde a múltiples requerimientos, este sea el más importante. No obstante, conviene tener en cuenta que los elementos continuos presentan un menor índice de tersura y son más efectivos que los discontinuos en cuanto a la reducción de la carga de climatización.

• Hacia las orientaciones S, O y NE deben emplearse elementos de protección solar de cualquier tipo, ya sean fijos o adosados, que reduzcan el grado de tersura de la piel del edificio.

• En las orientaciones N y NO podría prescindirse de los elementos de protección solar, aunque siempre resultan recomendables por razones de protección contra el deslumbramiento, la radiación difusa y las lluvias.

4.5.4. Ventanas
Aunque las decisiones en relación con la ubicación de las ventanas, así como sus dimensiones y proporciones, dependen de numerosos factores de diseño atendiendo a los requerimientos interiores y exteriores, resulta conveniente tener en cuenta:

• Debe evitarse el empleo de ventanas de vidrio que ocupen casi todo el cierre exterior, pues aunque garantizan buenas visuales, generan un alto consumo de energía por climatización.

Esto pudiera atenuarse con la protección solar, pero resulta muy difícil lograr una buena protección de estas grandes ventanas, sobre todo en las orientaciones menos favorables.

• Es recomendable el empleo de ventanas verticales, que garantizan buenas visuales desde la cama, sin generar tan alto consumo de energía.

• Es preferible el empleo de ventanas de proporciones verticales ubicadas en un extremo de la pared, en lugar de en el centro de ésta. Esta solución no sólo contribuye a ahorrar energía de climatización, sino también a atenuar el deslumbramiento, a la vez que propicia visuales cambiantes al exterior.

• No emplear ventanas de vidrio doble de 6 mm, pues el incremento del costo no justifica los reducidos ahorros de energía que se producen.

• Se recomiendan las ventanas de doble vidrio con antecámara de gas argón, ya que la reducción de carga de climatización que se obtiene con relación a sus costos iniciales justifica su aplicación y logra amortizarse la inversión en sólo cuatro meses [Rueda, 2003 (b)].

• El empleo de elementos de protección solar en ventanas expuestas a la radiación solar se justifica plenamente con las reducciones del consumo energético que se producen. En este sentido, una cortina enrollable como protección de una ventana de vidrio simple orientada al Sur se amortiza en cuatro años [Ruedas, 2003 (b)].

4.5.5. Paredes
• Resulta recomendable emplear capas de material aislante en los elementos constructivos de las paredes exteriores expuestas, fundamentalmente aquellas ubicadas hacia las orientaciones más desfavorables (SE, E, SO), y definitivamente en las que por determinadas causas no puedan tener protección solar.

• El empleo de paneles con capas aislantes, como los de PVC con lana mineral, produce reducciones del consumo energético por climatización que permiten la amortización de la inversión en un plazo de 2,3 años en relación con una pared de bloques huecos de mortero [Rueda, 2003 (b)].

• El color de las paredes exteriores no influye significativamente en la carga de climatización de las habitaciones.

4.5.6. Cubiertas
• El uso de elementos de cubiertas con capas de material aislante, como el poliuretano, produce ligeras reducciones del consumo de energía por climatización que no justifican la inversión, mientras que con soluciones tradicionales probadas, como la vigueta y bovedilla con terminación de enrajonado y soladura pueden obtenerse resultados aceptables.

• El empleo de pigmentos de alto índice de reflexión en las superficies de terminación exterior de las cubiertas contribuye a reducir considerablemente el consumo de energía por climatización, sin costo adicional. Esta alta reflectividad en cubiertas no acarrea otras afectaciones, como deslumbramiento, pues las cubiertas se encuentran generalmente fuera del campo visual.

5. Conclusiones
1. A pesar de sus limitaciones, el DEROB-LTH resulta una herramienta útil para la evaluación comparativa de la influencia de las variables de diseño en la carga de climatización de los espacios. La comparación de los resultados de la simulación con los de mediciones reales demuestra su validez.

2. En el trabajo se propone una clasificación de las variables de diseño que influyen en la carga térmica y en el consumo de energía en las habitaciones de HDSP en Cuba, así como de los parámetros que se deben tener en cuenta para su evaluación. Las variables objeto de estudio se clasifican, de manera general, en volumetría, espacio interior y cierres (cubierta, paredes
y ventanas).

3. Se verifica que las variables de diseño estudiadas se dividen en dos grandes grupos: las
que dependen mayormente de factores de diseño, cuya decisión está en manos del proyectista y que en ocasiones no implican un costo adicional, y las que dependen de factores económicos, que generalmente responden a decisiones de la entidad inversionista.
Se demuestra que el mayor peso, tanto por la cantidad de variables como por su influencia, recae en las decisiones de diseño.

4. Las variables de diseño estudiadas pueden clasificarse en tres grandes grupos: las que pueden permitir reducciones superiores a 13 kWh diarios por habitación (orientación y uso
de elementos de protección solar); las que producen ahorros entre 5 y 13 kWh diarios por habitación (tipología, dimensiones y materiales de las ventanas, materiales de las paredes exteriores y color de la superficie exterior de las cubiertas); y las que pueden ocasionar reducciones del consumo energético inferiores a 5 kWh diario por habitación (desplazamientos de los volúmenes de las habitaciones, proporciones y ubicación de las ventanas, forma, orientación y materiales de la cubierta).

5. Se cuantifica la influencia relativa de cada una de las variables de diseño estudiadas en el consumo energético por climatización en las habitaciones de HDSP. Con cada una las variables de diseño analizadas en el presente trabajo (sin integrar sus resultados) se pueden obtener reducciones anuales del consumo de energía para un hotel de 300 habitaciones, diseñado según las prácticas habituales, que representan entre 3 500,00 y 165 000,00 USD.

6. Bibliografía
ALEMANY, A., et al. Climatología, iluminación y acústica. La Habana: Ed. Departamento
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