INTRODUCCIÓN

La búsqueda continua de soluciones sostenibles y eficientes en la construcción es fundamental para afrontar los desafíos actuales relacionados con el cambio climático y la eficiencia energética. Considerando que las personas pasan aproximadamente el 90% de su tiempo en espacios cerrados [1], uno de los objetivos primordiales al diseñar un edificio es garantizar un ambiente interno saludable y agradable para actividades que no se pueden llevar a cabo en entornos naturales [2]. Las condiciones internas desfavorables en los espacios arquitectónicos como la dificultad para mantener temperaturas adecuadas en los espacios están relacionados con la mala calidad de la construcción [3] y deficiencias en el diseño de las edificaciones.

Las infraestructuras deben brindar a las personas un entorno agradable y garantizar condiciones adecuadas al interior de sus espacios; una edificación con iluminación deficiente y climatización no apropiada interfiere negativamente en el desempeño de los usuarios. Por tanto, es necesaria una buena planificación en el diseño y construcción de edificios [4]. Sin embargo, a menudo las edificaciones no cumplen con los parámetros de confort requeridos, generando no solo espacios inadecuados sino también un consumo energético excesivo, pues pese a la existencia de múltiples técnicas para la evaluación del rendimiento de los edificios en uso, el sector de la construcción no los emplea para mejorar los proyectos, conocer su desempeño energético y la calidad del ambiente interior [5], factores que influyen en la satisfacción y productividad de las personas.

En el panorama actual, el Building Information Modeling (BIM) se destaca como una de las tecnologías más vanguardistas en la industria de la construcción, orientada a potenciar el desempeño de los proyectos, facilitar la resolución de conflictos en la construcción y minimizar la incertidumbre asociada a las estimaciones cuantitativas y cualitativas de las obras [6], consolidándose como una herramienta integral que abarca múltiples dimensiones del ciclo de vida de las edificaciones [7]. En este contexto, numerosos países han integrado BIM con el propósito de optimizar la productividad en el sector de la arquitectura y construcción para promover innovaciones en este sector. Esta adopción es impulsada tanto por la necesidad de abordar los desafíos del cambio climático como por la comparativa de eficiencia de la construcción frente a otras industrias [8].Principio del formulario

Para comprender su aplicación, la tabla 1 proporciona una visión estructurada y simplificada de las diferentes dimensiones y aspectos de BIM.

En el campo de la educación, las infraestructuras educativas juegan un papel crucial en el proceso de enseñanza y constituye un componente que influye en el desempeño de los usuarios. Varios estudios han demostrado como la precariedad de la arquitectura escolar como la iluminación, ventilación entre otros aspectos, intervienen en el aprendizaje de los estudiantes [10]. Por tanto, los equipamientos educativos deben diseñarse y construirse teniendo en cuenta las necesidades de sus ocupantes y del contexto en donde se emplaza el proyecto.

El confort ambiental en espacios de aprendizaje no solo impacta en el rendimiento académico y la salud de los estudiantes y docentes, sino que también tiene efectos significativos en el consumo de energía y, por ende, en la huella ambiental de estas edificaciones. En este sentido, la arquitectura está ligada directamente con el desempeño de los espacios educativos [10], por ser la encargada de brindar las condiciones apropiadas de confort para la comodidad de los estudiantes, mejorando los procesos educativos de enseñanza y aprendizaje. Por lo tanto, la evaluación detallada de los parámetros de confort térmico y lumínico, junto con la implementación de medidas de rehabilitación energética, se convierte en una prioridad en la búsqueda de una educación más eficiente.

En Ecuador se han elaborado diversos documentos con el objetivo de fortalecer la infraestructura educativa pública. No obstante, en estos no se destaca, la importancia de proyectar adecuadamente las edificaciones considerando los parámetros que determinan el confort ambiental [11], especialmente teniendo en cuenta las variaciones de los pisos climáticos del país. Como resultado, estos equipamientos educativos no logran una eficiencia energética óptima.

Las Unidades Educativas del Milenio representan un prototipo de infraestructura educativa pública diseñado para ser replicado a lo largo del país, incorporando enfoques innovadores que potencian los procesos educativos [12]. Sin embargo, no consideran las variables contextuales de los lugares donde se emplazan estas instalaciones, lo que ha ocasionado varios problemas en las infraestructuras, comprometiendo el confort de los espacios interiores. En la ciudad de Loja, se encuentra una Unidad Educativa del Milenio. la UEM Bernardo Valdivieso de un total de 56 distribuidas a nivel nacional. Pese a los intentos de mejorar la educación a través de su renovación, factores como las variaciones climáticas, la topografía y daños, han impedido que funcionen de forma adecuada. Por ello, es necesario desarrollar estudios de gestión energética de estas edificaciones que permitan conocer las deficiencias y el desempeño de los elementos que componen su envolvente [13], que impiden lograr el confort ambiental adecuado al interior de los espacios.

Dentro de esta perspectiva, la presente investigación se enfoca en la evaluación del comportamiento energético y los niveles de confort en el contexto de las infraestructuras educativas públicas, utilizando la metodología 6D BIM, que introduce aspectos de sostenibilidad y eficiencia energética permitiendo una comprensión profunda y holística de las características y necesidades de los edificios, mediante simulaciones que determinan el desempeño energético de los proyectos [9]. El objetivo principal radica en analizar los parámetros de confort térmico, lumínico y calidad de aire en las aulas, y comparar estos resultados con los estándares establecidos por las bases normativas ecuatorianas e internacionales. Así mismo, se busca proponer la rehabilitación energética, mediante la aplicación de estrategias activas y pasivas que optimicen los factores medioambientales del lugar y transformen estos espacios en ambientes ideales [14] para el desarrollo y la productividad de los usuarios, mejorando el confort y minimizando el consumo energético de la edificación.

El confort ambiental en arquitectura

El confort ambiental se define como el sentimiento de bienestar de una persona en un espacio específico [15]. En arquitectura, el confort en los espacios es esencial para el adecuado desarrollo humano. Este se alcanza cuando los usuarios de un edificio experimentan bienestar físico y psicológico, producto de un adecuado confort térmico, lumínico, acústico y visual en su interior, como se aprecia en la tabla 2 [11]. De ahí que, para garantizar la satisfacción y desarrollo de los usuarios, es esencial que estos parámetros determinantes se mantengan dentro de rangos óptimos, resultando en edificaciones más confortables.

Bajo esta perspectiva, la envolvente de una edificación es fundamental porque sirve como barrera directa con el exterior y garantiza la protección de los espacios internos. Su material y diseño regulan tanto las pérdidas como las ganancias térmicas, influyendo directamente en el consumo energético relacionado con iluminación y ventilación. Por ende, es vital considerar las particularidades del entorno al diseñar la envolvente de un edificio para generar confort ambiental adecuado y que sea energéticamente eficiente [16].

6D BIM

Entendiendo BIM como una metodología que facilita el desarrollo y aplicación de modelos a lo largo de las distintas fases del ciclo de vida de un proyecto, desde el diseño y construcción hasta la operación [17], su integración dentro de las prácticas constructivas aporta beneficios para todos los participantes de un proyecto, desde legisladores y arquitectos hasta empresas constructoras mejorando la planificación, optimización de recursos y reducción de riesgos de las obras [7] en diferentes dimensiones, tabla 1.

En función de cumplir con el objetivo de la investigación se aborda la dimensión 6D BIM que se enfoca en el análisis de gestión de recursos y consumo energético de edificaciones, mediante la producción de modelos con propiedades específicas que permitan realizar simulaciones para determinar el desempeño energético y el comportamiento térmico de los proyectos [18] [19]. En la dimensión 6D BIM, los modelos demandan información minuciosa, como características físicas y térmicas, ubicación y materiales, con el fin de realizar simulaciones precisas y cálculos exactos. Es esencial tener una maqueta digital que permita llevar a cabo evaluaciones energéticas, facilitando la implementación de ajustes o mejoras mientras avanza el proyecto. Dentro del marco BIM, existen diversas herramientas y aplicaciones, desde motores de simulación energética hasta extensiones específicas, para profundizar en este análisis energético.

Simulación y análisis energético mediante tecnología BIM

Dada la variedad de motores de simulación y análisis energético disponible, es vital considerar las especificidades de las simulaciones y los resultados que cada herramienta puede ofrecer. Por ejemplo, el software Energy Plus para Revit es una herramienta versátil que facilita la simulación energética y análisis de un edificio simplemente con la información básica como su volumetría, número de niveles y orientación. Así mismo, esta herramienta proporciona datos sobre ventilación, iluminación y otros, obteniendo como resultado gráficos y tablas que evidencian el consumo energético del edificio [19]. Esta herramienta permite un flujo adecuado de trabajo cuando se analiza una edificación tal como se visualiza en la figura 1.

A medida que se introduce más información detallada sobre el edificio, el software puede ofrecer soluciones más integradas, abordando condiciones de zonas térmicas, equilibrios térmicos basados en efectos radiantes y convectivos, y modelos que combinan transferencia de calor y masa, entre otros. De este modo, se logra un análisis exhaustivo de un edificio a través de las simulaciones BIM.

Figura 1.
Flujo de trabajo de Revit. Fuente. Elaboración propia

MÉTODO

La eficiencia energética en infraestructuras educativas es un tema que ha cobrado relevancia en los últimos años, buscando garantizar entornos más propicios para el aprendizaje y reducir el impacto ambiental. El confort térmico, lumínico y la calidad del aire son parámetros críticos que influyen directamente en el bienestar y desempeño de los usuarios. En este contexto, surge la necesidad de emplear herramientas y metodologías avanzadas para abordar de manera precisa estos desafíos. La aplicación de herramientas como el 6D BIM se ha presentado como una solución viable para evaluar y optimizar el comportamiento energético de las edificaciones. En el caso específico del estudio mediante la simulación en una probeta virtual en el software Revit y su motor de simulación EnergyPlus, parametrizada con información detallada respecto a ubicación, zona climática y especificaciones técnicas de los materiales, se busca comparar el desempeño energético de la edificación con las bases normativas ecuatorianas e internacionales.

A partir de esta evaluación, se plantean estrategias de rehabilitación energética con el objetivo de mejorar los rangos de confort y reducir el consumo energético de la edificación, buscando establecer estrategias de intervención replicables y eficientes, aplicables a otras edificaciones del mismo tipo. Con esta metodología, se garantiza una investigación estructurada que permite no solo identificar problemáticas actuales en la edificación, sino también proponer y validar soluciones efectivas para las mismas. El esquema de metodología de análisis, figura 2, muestra las etapas que se siguen para el desarrollo del trabajo, que van desde la recolección de información para la exploración y diagnóstico, seguido de la generación de alternativas, la evaluación y el planteamiento de acciones de mejora, hasta la comunicación de resultados.

Figura 2.
Metodología de análisis del bloque prototipo de la Unidad Educativa.

En la primera etapa, se desarrolla un análisis exploratorio previo con el fin de obtener información general del equipamiento (caso de estudio), zona climática y emplazamiento; e información detallada del bloque de aulas respecto a criterios de diseño constructivo, arquitectónico, confort e instalaciones. Información que sirve para desarrollar el modelado detallado de la probeta virtual del bloque de aulas prototipo, de manera que los resultados del diagnóstico del estado actual sean precisos en relación al confort térmico, lumínico, calidad de aire y consumo energético. Una vez obtenidos los resultados de los rangos de confort y consumo energético de la edificación, la segunda etapa consiste en la generación de estrategias para mejorar los parámetros de confort, que se enfocan principalmente en la envolvente del bloque de aulas. Luego, estas estrategias se introducen de manera detallada en la probeta virtual para posteriormente en la etapa tres, realizar la evaluación de las mismas en relación con los rangos de confort expuestos por las bases normativas y finalmente, en la etapa cuatro se realiza la documentación y comunicación de los resultados.

Caso de estudio

La investigación se enfoca en el análisis de la envolvente de uno de los bloques de aulas prototipo de la Unidad Educativa del Milenio Bernardo Valdivieso de la ciudad de Loja. Para la selección del bloque a estudiar se considera analizar aquel que, con relación al emplazamiento y la ubicación respecto a los otros bloques que conforman el equipamiento sea el más desfavorable. Es decir, el bloque con menor captación solar y menor incidencia de los vientos, cuyos valores de confort sean los más afectados, figura 3.

El bloque seleccionado de la UEM cuenta con un área construida de 1484,64 m. y se desarrolla en dos volúmenes de dos niveles que se encuentran conectados por un patio interno cubierto. En su interior consta de 12 aulas de clases que albergan a 492 personas y núcleos de baterías sanitarias tanto en planta baja como en la planta alta. La estructura de la edificación es de hormigón armado con mampostería de ladrillo. La cubierta principal del bloque de aulas es plana, no transitable, y la cubierta del patio interno es de policarbonato de 6mm. La carpintería de ventanas está compuesta de aluminio con vidrio sencillo de 6mm y las puertas son metálicas de tol. El recubrimiento de pisos es de cerámica de alto tráfico antideslizante, en paredes se aplica pintura de caucho y el cielo raso de Gypsum.

Figura 3:
Bloque prototipo seleccionado

Modelado de la probeta virtual

Para el modelado BIM del bloque de aulas se utilizaron los planos del manual de construcción de las Unidades Educativas del Milenio. Una vez obtenido el modelo arquitectónico digital, se recurre a la información recolectada en la etapa uno, relacionada al análisis respecto a la zona climática, ubicación, geografía, características operativas, elementos del sistema de instalaciones y las especificaciones técnicas de los materiales que componen la envolvente de la edificación, tabla 4.

Los elementos de la envolvente se configuran en el software Revit detallando su material principal, recubrimiento y acabado, en conjunto con valores de conductividad térmica, densidad y capacidad calorífica de cada uno de ellos. Información que es necesaria para generar una probeta virtual aproximada a la realidad. Las propiedades de los materiales se consideran según la Norma Ecuatoriana de la Construcción NEC [20] y se indican en la tabla 5.

Con ello, se obtiene un modelado detallado del bloque de aulas seleccionado, figura 4, que permita realizar las evaluaciones energéticas del comportamiento térmico, lumínico, de ventilación y de instalaciones eléctricas. De manera que estos datos resultantes permitan generar una comparación con los parámetros óptimos planteados en las bases normativas, según la tabla 6, para finalmente, plantear acciones de mejora que beneficien al desarrollo de los alumnos en este tipo de ambiente educativo.

Figura 4:
Modelado detallado del bloque de aulas, software Revit.

Factores analizados en la simulación energética

Mediante el modelado de la probeta virtual en el software Revit, se analizan e interpretan los resultados de la evaluación energética a través de diagramas y esquemas desarrollados en el modelo virtual. Los aspectos que se revisan relacionados al confort térmico, confort lumínico, calidad de aire y ventilación y el consumo energético son los siguientes:

- Confort térmico:

· Tasa metabólica

· Temperatura del aire

· Temperatura radiante

- Confort lumínico:

· Iluminación natural

· Cantidad y calidad de luz

· Fuentes de luz artificial

- Calidad de aire y ventilación:

· Velocidad del aire

· Humedad.

- Consumo energético:

· Cálculos de consumo energético

Evaluación del bloque seleccionado

Tomando en cuenta que el análisis del bloque seleccionado se realiza a nivel de envolvente por la influencia en el confort ambiental de la edificación, se realiza un estudio técnico constructivo de la misma, identificando los elementos que la componen, sus materiales y los daños que estos presentan, debido a que todo esto afecta de manera directa el correcto desarrollo del confort ambiental dentro de los espacios educativos, tabla 7.

Confort Térmico

La evaluación determina la temperatura interna de la edificación, la misma que oscila entre los 18 °C. Este rango es inferior al óptimo, principalmente a causa de la mínima ganancia solar. De la misma manera esta tiende a variar debido a la ganancia de calor humano que existe en su interior, relacionado con las propiedades de los materiales de la envolvente. El análisis promedio de este comportamiento térmico se ilustra en la figura 5 correspondiente del bloque.

Figura 5.
Análisis de confort térmico del bloque de aulas.

Confort Lumínico

La evaluación del confort lumínico está fuertemente influenciada por el emplazamiento y orientación de la edificación. A partir de este análisis, se determinó que las superficies vidriadas de la fachada norte no reciben iluminación solar directa en su totalidad. Es el área central de la ventana la que capta la mayor cantidad de luz solar directa, figura 6.Principio del formularioFinal del formulario

Figura 6:
Análisis de confort lumínico fachada norte del bloque de aulas.

El análisis de la fachada muestra que las áreas de los extremos de las ventanas reciben la mayor cantidad de luz solar. Esto pone en evidencia una deficiencia en la entrada de luz solar a las aulas, atribuible tanto a los materiales utilizados en las ventanas como al porcentaje de superficie acristalada, figura 7.

Figura 7:
Análisis de confort lumínico fachada sur del bloque de aulas.

Calidad de aire y ventilación

La evaluación revela que el porcentaje en el bloque de aulas alcanza el 60%, superando en un 10% el límite máximo establecido por la normativa. En cuanto a la velocidad del aire, se registra una variación, con una velocidad promedio de 11,80 m/s, figura 8.

Figura 8: Análisis de calidad de aire y ventilación del bloque de aulas.

Figura 8:
Análisis de calidad de aire y ventilación del bloque de aulas.

Consumo energético

El consumo energético del bloque de aulas se encuentra determinado principalmente por el consumo de energía eléctrica que consumen el tipo de luminarias que existen en las aulas de clases y en los pasillos. De igual manera, por el número de horas en las que estás se encuentran encendidas debido al déficit de iluminación natural. El análisis indica que el consumo energético es de 36MWh/a, siendo una cantidad elevada para un solo bloque de aulas, figura 9.

Figura 9:
Análisis de consumo energético del bloque de aulas.

Acciones y estrategias de mejora

Considerando las deficiencias y problemas relacionados con el confort, según el análisis de la edificación, se proponen estrategias de mejora que aborden los componentes de la envolvente edificatoria, con el objetivo de mejorar el confort térmico, lumínico, la calidad del aire y la eficiencia energética del bloque de aulas. Antes de implementar estas estrategias, se identifican acciones para mitigar los problemas presentes en la envolvente del edificio, garantizando así la efectividad de las soluciones sugeridas, tabla 8.

Una vez planteadas las acciones preliminares, se determinan estrategias de mejora orientadas a cada tipo de confort evaluado, tabla 9. Con el fin de potenciar el rendimiento de la envolvente del bloque de aulas, se propone reforzar la envolvente opaca del edificio mediante un aislamiento continuo y la implementación de una fachada ventilada, utilizando poliestireno expandido tanto en muros como en cubiertas. Además, se sugiere la sustitución de las ventanas actuales por carpinterías de PVC y vidrios de alta eficiencia. Para mejorar los valores de confort lumínico en las aulas, se recomienda el uso de tonos claros en las paredes y, para mejorar la calidad del aire y la ventilación, la incorporación de ventiladores de techo. A nivel de instalaciones eléctricas, se plantea reemplazar las luminarias fluorescentes por LED y la instalación de paneles fotovoltaicos en la cubierta, con el objetivo de generar energía in situ y reducir el consumo eléctrico.

Para verificar que estas acciones mejoran los parámetros de confort en el bloque de aulas, se incorporan en la probeta virtual los datos de los materiales y elementos a utilizar, incluyendo sus propiedades térmicas, densidad, vida útil, potencia, entre otros y se evalúan mediante el software para determinar el comportamiento energético del bloque de aulas una vez intervenido.

RESULTADOS

Estado actual

Luego de la evaluación del bloque de aulas y de analizar los resultados actuales de los parámetros de confort con lo estipulado en las bases normativas, se determinó que UEM, no cumple con los niveles óptimos para garantizar el adecuado desarrollo de los alumnos en el entorno educativo de la edificación. Este desajuste en el confort se atribuye a las propiedades de los materiales que forman la envolvente y a problemas inherentes en ella, influenciando directamente en la transmitancia térmica adecuada, la calidad del aire interior, la iluminación y la eficiencia energética. La tabla 10, muestra los resultados en comparación con las bases normativas.

Estrategias de mejora

Con el objetivo de lograr la optimización del confort y la eficiencia en el equipamiento seleccionado, se plantearon diversas estrategias de mejora que permitan mantener rangos óptimos de confort en los espacios según las bases normativas mencionadas en la tabla 6. Estas estrategias, conceptualizadas a partir del análisis de las condiciones actuales del bloque de aulas, fueron evaluadas en la probeta virtual de la edificación, permitiendo simular sus impactos en relación a las normativas. Los resultados obtenidos de la evaluación de la propuesta muestran la viabilidad y eficacia de cada estrategia, figuras 10, 11, 12 y 13.

Confort térmico - propuesta

Luego de implementar las estrategias de mejora en el confort térmico, como la aplicación de aislamiento continuo de poliestireno expandido en muros y cubiertas, así como la renovación de carpinterías y vidrios para romper los puentes térmicos, se observaron cambios significativos. La temperatura interna del bloque de aulas aumentó a 24,06°C, mientras que la ganancia solar se redujo a 22,97 MWh/a, estos valores se encuentran dentro de lo propuesta en la normativa.

Figura 10:
Resultados evaluación confort térmico propuesta.

Confort lumínico – propuesta

A partir de las modificaciones sugeridas y la aplicación de las estrategias propuestas, los resultados muestran mejoras significativas en la iluminación natural del bloque de aulas. La implementación de un cielo raso reflectivo y el uso de colores claros en las paredes permiten una distribución más eficiente de la luz solar en toda el aula. Como resultado, los niveles de iluminación se situaron entre 300 y 1200 lux.

Figura 11:
Resultados evaluación confort lumínico propuesta.

Mejoramiento calidad de aire

Mediante la propuesta de implementación de ventiladores mecánicos de techo, se optimizan las temperaturas internas del aula. Esto permitió mantener la humedad relativa en niveles ideales para el adecuado desarrollo de los alumnos, logrando una reducción hasta el 50%.

Figura 12:
Resultados evaluación calidad de aire.

Consumo energético - propuesta

Para reducir el consumo energético, se propone optar por luminarias de alta eficiencia y, adicionalmente, instalar paneles fotovoltaicos en la cubierta. Gracias a estas medidas, el consumo eléctrico se redujo a 30MWh/a con el uso de luminarias eficientes. La energía producida de los paneles fotovoltaicos resultante es de 21 MWh/a, lo que lleva a un consumo neto de energía eléctrica convencional de 9MWh/a.

Figura 13:
Resultados evaluación consumo energético propuesta.

DISCUSIÓN Y CONCLUSIONES

El desafío por diseñar y construir de manera eficiente ha tomado mucha importancia en los últimos años, buscando garantizar entornos propicios para el desarrollo de actividades y reducir el impacto ambiental. El uso de técnicas avanzadas, como el 6D BIM, se ha destacado como una opción efectiva para analizar y mejorar la eficiencia energética de los edificios [9]. Sin embargo, frecuentemente las edificaciones no cumplen con los parámetros de confort definidos en normativas locales o internaciones, lo que resulta no solo en ambientes no propicios para el desarrollo de actividades, sino también en un elevado consumo de energía. Estos problemas, están asociados a la deficiente calidad de diseño y construcción de las edificaciones [3].

Mediante el planteamiento de una metodología estructurada y sistemática, este estudio no solo se enfocó en identificar los problemas presentes en la edificación analizada, sino que también propone soluciones prácticas y comprueba su efectividad, buscando sugerir estrategias que puedan ser replicadas y que sean energéticamente óptimas en edificaciones similares.

Dentro del contexto ecuatoriano, las Instituciones Educativas del Milenio enfrentan retos asociados a su diseño infraestructural prototípico. Aunque se consideran estándares estructurales, hidrosanitarios, mecánicos, eléctricos y ambientales durante su diseño y construcción, es evidente una insuficiente atención hacia el desempeño energético de la edificación y los criterios de confort. Esta omisión es particularmente preocupante dadas las variaciones inherentes a los distintos pisos climáticos del país [21], que podrían requerir adaptaciones específicas al replicar estas estructuras a nivel nacional. Esta observación invita a una reevaluación y adaptación de los criterios de diseño para este tipo de edificaciones.

La revisión de normativas permitió identificar las regulaciones fundamentales y los niveles ideales de confort requeridos en entornos educativos para lograr procesos de enseñanza y aprendizaje eficaces [1], [11], [20]. Estos valores incluyen confort térmico (23-30°C), iluminación (300-2000lux), calidad del aire (40-50% de humedad relativa) y consumo energético (valor promedio 270 MWh/a de una unidad educativa). Estos valores sirvieron como guía para la evaluación del estado actual y la propuesta de mejoras en el bloque prototipo de aulas de la institución educativa.

Trabajar con una probeta virtual detallada dentro del entorno de la metodología 6D BIM, permite abordar el análisis desde el punto de vista de la eficiencia energética de la edificación [20]. En el caso del bloque de aulas prototipo seleccionado, al comparar los valores con los estándares normativos, se identificaron deficiencias, en términos de comportamiento térmico el rango por debajo de los 5°C, respecto al confort lumínico los valores se encuentran entre 300 – 3500 lúmenes, la calidad de aire con un valor de 60% de humedad relativa y se observó que la edificación tiene un consumo eléctrico elevado de 51 MWh/a, que multiplicado por los bloques que conforman la unidad educativa superaría los valores recomendados. Todas estas deficiencias influyen directamente en el confort ambiental de la edificación y en el desempeño de los usuarios [4].

En el marco de las propuestas de mejora, se implementaron estrategias dirigidas a mejorar el confort de acuerdo con las normativas mencionadas anteriormente, del bloque prototipo analizado. Estas estrategias se sometieron a evaluación mediante el modelo virtual, revelando resultados significativos en términos de rendimiento. Específicamente, se observó un incremento de 6.18 °C en la temperatura interna, lo cual favorece el confort térmico de la edificación. Además, se logró una reducción de 2300 lúmenes en la iluminación, previniendo deslumbramientos. En cuanto a la calidad del aire y ventilación, la humedad relativa experimentó una disminución del 10%. Adicionalmente, se consiguió una reducción en el consumo eléctrico de la edificación a 42 MWh/a. Es decir, la propuesta de rehabilitación energética para el bloque de aulas prototipo de la UEM Bernardo Valdivieso de Loja, consiguió que la edificación alcanzara los niveles adecuados de confort manteniendo los mismos dentro de los parámetros expuestos por las normativas tomadas como referencia, lo que refuerza la viabilidad y eficacia de las estrategias propuestas.

En conclusión, este artículo describe la metodología empleada para llevar a cabo la evaluación del comportamiento energético de un bloque de aulas prototipo de la UEM Bernardo Valdivieso de la ciudad de Loja, mediante el enfoque 6D BIM, se presentan los resultados obtenidos en relación con las normativas nacionales e internacionales, y se proponen medidas específicas para la rehabilitación energética de la infraestructura estudiada. La contribución de este estudio radica en la aplicación integrada de tecnologías BIM y en el planteamiento de estrategias de eficiencia energética de edificaciones, que puedan ser replicables, con implicaciones no solo en el rendimiento de las edificaciones, sino también en la promoción de entornos sostenibles y habitables.

DECLARACIÓN DE CONFLICTO DE INTERÉS

Los autores declaran que no existe conflicto de intereses.

APORTE DEL ARTÍCULO EN LA LÍNEA DE INVESTIGACIÓN

Este artículo contribuye al estudio y aplicación de 6D BIM para la evaluación y propuesta de rehabilitación energética en la infraestructura educativa pública.

DECLARACIÓN DE CONTRIBUCIÓN DE CADA AUTOR

David Sánchez Ramón: Levantamiento de información, simulación y análisis de probeta virtual para la evaluación del estado actual y propuesta de rehabilitación energética de la edificación. Redacción del artículo

Claudia Costa-De los Reyes: Tutoría, seguimiento y revisión de la investigación. Estructura y redacción del artículo.

NOTA BIOGRÁFICA

David Sánchez Ramón. ORCID iD https://orcid.org/0009-0000-6273-0760 Arquitecto por la Escuela de arquitectura, Universidad Internacional del Ecuador, sede Loja.

Claudia Costa-De los Reyes. ORCID iD https://orcid.org/0000-0001-6389-3094 Master en Construcciones por la Universidad de Cuenca y Arquitecta por la misma universidad. Docente/investigadora de la Universidad Internacional del Ecuador sede Loja, miembro del grupo de investigación Arquitectura y tecnologías de la edificación sustentable ARQ-TES. Áreas de investigación relacionadas a la sostenibilidad, arquitectura y construcción.

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