[EN] In the last years the attention on the energy efficiency of historical buildings grew, as different research projects took place across Europe. The attention on combining, the need of the preservation of the buildings, their value and their characteristics, with the need of the reduction of energy consumption and the improvements of indoor comfort condition, stimulates the discussion of two points of view that are usually in contradiction, preservation and energy performance. An extensive literature review of energy efficiency and thermal comfort in historical buildings is presented and the results are surprising because a common field of work is growing while remains the need of balancing the respective exigencies. From these experience, it results clear that many questions should be answered regarding the correct assessment of the energy consumption and thermal comfort of this class of buildings, the effectiveness of the measures that could be adopted, and much more. This thesis gives a contribution to answer to these questions, developing a procedure to analyze the historic building energy performance. The procedure gives a guideline of the energy audit for the historical building considering also the experimental activities to deal with the uncertainty of the estimation of the energy balance and the thermal comfort. It offers a procedure to simulate the energy balance of building, with a dynamic model considering also an indoor thermal comfort satisfaction to increase the accuracy of the energy performance evaluation. All the process is applied to two real case studies to give to the reader a practical understanding. / [ES] En los últimos años, el interés por la eficiencia energética y el confort térmico en edificios históricos ha aumentado considerablemente, provocando la aparición, especialmente en Europa, de diferentes proyectos de investigación. El desafío de combinar la necesidad de preservación de los edificios y su identidad y valor patrimonial, con la exigencia de reducir el consumo energético y la mejora de las condiciones de confort interior, genera una polémica entre dos puntos de vista que están generalmente enfrentados, rehabilitación y comportamiento energético. Se ha realizado una extensa revisión bibliográfica acerca de la eficiencia energética y confort térmico en edificación patrimonial. Los resultados obtenidos son sorprendentes, ya que un campo de trabajo común está creciendo, mientras permanece la necesidad de mantener el equilibrio entre diferentes requerimientos. Por lo tanto, resulta obvio que muchas preguntas necesitan ser respondidas, por ejemplo, acerca de la correcta evaluación del consumo energético y el confort térmico en este tipo de edificios, la eficacia de las medidas que pueden ser adoptadas, y muchas otras cuestiones. Esta tesis doctoral aporta respuestas a esta problemática, desarrollando un proceso de análisis del comportamiento energético de edificios históricos. Este procedimiento ofrece unas directrices para la evaluación energética de edificios históricos, teniendo en cuenta datos experimentales para gestionar la incertidumbre de la estimación del balance energético y el confort térmico. Todo esto revela un método de simulación del comportamiento energético de edificios mediante un modelo dinámico, teniendo también en cuenta la satisfacción del confort térmico interior para aumentar la precisión del análisis energético. Este procedimiento es aplicado a dos casos de estudio reales para ofrecer al lector una visión experimental. / [CA] Als darrers anys, l'interès per l'eficiència energètica i el confort tèrmic en edificis històrics ha augmentat considerablement, provocant l'aparició, especialment a Europa, de diferents projectes d'investigació. El repte de combinar la necessitat de preservació dels edificis i la seua identitat i valor patrimonial, amb l'exigència de reduir el consum energètic i la millora de les condicions de confort interior, genera una polèmica entre dos punts de vista que romanen generalment enfrontats: conservació i comportament energètic. S'ha dut a terme una extensa revisió bibliogràfica al voltant de l'eficiència energètica i confort tèrmic en edificació patrimonial. Els resultats obtinguts són sorprenents, ja que està creixent un camp de treball comú, mentre que continua la necessitat de mantenir l'equilibri entre diferents requeriments. Per tant, resulta obvi que moltes preguntes necessiten ser respostes; per exemple, al voltant de la correcta avaluació del consum energètic i confort tèrmic en aquest tipus d'edificis, l'eficàcia de les mesures que poder ser adoptades, i moltes altres qüestions. Aquesta tesi doctoral aporta respostes a aquesta problemàtica, desenvolupant un procés d'anàlisi del comportament energètic d'edificis històrics. Aquest procediment ofereix unes directrius per a l'avaluació energètica d'edificis històrics, tenint en compte dades experimentals per a gestionar la incertesa de l'estimació del balanç energètic i el confort tèrmic. Tot plegat, revela un mètode de simulació del comportament energètic d'edificis mitjançant un model dinàmic, considerant també la satisfacció del confort tèrmic interior per augmentar la precisió de l'anàlisi energètic. Aquest procediment és aplicat a dos casos d'estudi reals per oferir al lector una visió experimental. / Martínez Molina, A. (2016). Metodología para la Caracterización y Confort Térmicos en Edificios Históricos [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/68487 / TESIS / Premios Extraordinarios de tesis doctorales

En el distrito de Zaña a una hora de la ciudad de Chiclayo, se ubica el histórico Convento San Agustín, un edificio colonial que a día de hoy funciona como parte de un recorrido de observación al pasado, esto debido al abandono y el traslado de sus actividades hacia otra infraestructura. Aquello, tras una serie de eventos que resultaron como consecuencia del terremoto de 1619, que azotó la ciudad y dejó en ruinas la mayoría de edificios, entre ellos parte de dicho convento que se vio abandonado y posteriormente enterrado por la exposición a la intemperie. Es por ello que el tema de esta investigación se centra en el estudio del edificio en sus aspectos físicos, funcionales y sociales para realizar un adecuada recuperación y acondicionamiento arquitectónico en el terreno anexo, para ello se identificaron los problemas físicos del convento y se detectaron las carencias y necesidades de la ciudad que generaron finalmente un acondicionamiento que rinde tributo a sus características arquitectónicas y que a través del dinamismo funcional, multiplica sus actividades con el objetivo reconciliarlo con el plan urbano, este aporte permite finalmente la reconexión del monumento con la ciudad, recalcando la importancia de la adaptación de los edificios a tiempos contemporáneos pues mejoran la calidad de vida de las personas.

Actualmente en el Perú, existen 10 mil niños y adolescentes viviendo en orfanatos, siendo el más importante, por su valor arquitectónico y antropológico, el Puericultorio Pérez Araníbar. Donde ellos crecen bajo un sistema institucionalizado: aislados física y socialmente del entorno urbano y su familia; y por cada año que un menor crece institucionalizado, pierde 4 meses de desarrollo social y emocional. El proyecto surge como una crítica a este sistema, ya que el 80% de estos niños no son totalmente huérfanos, por lo que se propone un programa que apueste por la protección y bienestar de las familias. Considerando las normas del “cuidado alternativo de la comisión Interamericana de derechos humanos”: un centro de atención familiar que integre a los niños con su entorno social y; teniendo en cuenta la “Ley general de centros de atención residencial”, un centro de atención familiar que incentive el trabajo dentro de la vivienda, es decir, tener un rol y responsabilidades dentro del hogar. Se plantea un nuevo modelo de comunidad, el cual busca que familias sustitutas, adopten un máximo de dos niños para crear núcleos individualizados de vivienda. El objetivo, es que se fomenten las relaciones entre ellas, mediante la convivencia y el compartir de los espacios comunes un hogar, en un edificio de vivienda-trabajo, para generar autonomía económica. Es a través de filtros y escalas de privacidad, que un programa comúnmente privado, se vuelve parte de la ciudad. El cambio en el programa institucionalizado es necesario y el Puericultorio, debido a sus 14 hectáreas y ubicación estratégica, representa una oportunidad de crecimiento para la ciudad. Para ello se plantean dos escalas de análisis y estrategias. Primero, nivel urbano, para entender cómo funciona internamente el centro, y posteriormente, integrar la ciudad; y segundo, de conjunto, cómo la arquitectura responde al programa actual, para que después de una reprogramación del edificio, este pueda funcionar según el nuevo sistema.

El propósito que persigue esta investigación es la reutilización del patrimonio arquitectónico que se encuentra dentro de nuestra región para otorgarle una nueva vida útil, y de esta manera aportar a su conservación y preservación, manteniéndolo vigente como parte del testimonio histórico de la ciudad de Lambayeque y reduciendo así su desaparición en espacio y tiempo debido al proceso de obsolescencia urbana. Parte del desarrollo de esta propuesta empieza por el estudio de casos similares en los que el patrimonio que quedó obsoleto con el paso de los años, debido a la demanda de necesidades que estos ya no cubrían, ha sido recuperado y se ha reintegrado a la dinámica urbana, lo que ha propiciado su conversión en catalizador de actividades locales, asegurando así su permanencia como una joya arquitectónica e histórica dentro de la ciudad. Se concluye con el planteamiento de la Intervención patrimonial del colegio 27 de Diciembre, el cual se aspira convertir en un centro de convenciones que cubra nuevas demandas que concreticen el propósito principal de la investigación.

La ciudad de Lambayeque cuenta con una importante serie de edificaciones consideradas patrimonio inmueble por sus valores históricos y culturales, entre ellas la Casona Montjoy, esto constituye un potencial turístico que actualmente no es aprovechado. Sin embargo, el deterioro que experimentan constantemente estas edificaciones es inevitable debido a las causas como el tiempo y fenómenos naturales que lamentablemente hacen que esta valla de manera progresiva y a falta de atención, en aumento. Esto conllevó a muchas pérdidas de manera parcial o total del patrimonio construido lambayecano perteneciente al siglo XVIII. Por ello a través de esta investigación se pretende rescatar, recuperar y mantener dicho patrimonio con la propuesta de un Plan de Protección de Patrimonio Arquitectónico en la ciudad de Lambayeque, metodología que mostrará los pasos a seguir para realizar una adecuada intervención patrimonial aplicándola en el objeto de estudio que es la Casona Montjoy. Para su entendimiento, en el desarrollo de esta investigación se tratarán los siguientes puntos: Identificación de los elementos o bienes inmuebles patrimoniales del centro monumental de la ciudad de Lambayeque, procedimiento con el que se revelara el porcentaje anual de patrimonios perdidos. El diagnóstico del estado actual de la Casona Montjoy, donde se evidenciarán las lesiones y condiciones en la que se encuentra. El reconocimiento del valor cultural y arquitectónico de la Casona Montjoy, mostrando sus elementos y singularidades arquitectónicas. Y finalmente la definición de la propuesta y estrategias de intervención patrimonial para la Casona Montjoy. Finalmente, como parte del desarrollo de la intervención se propuso la implementación de un nuevo uso para la casona en la cual se pueda dar la oportunidad a la comunidad lambayecana para exponer y dar a conocer su patrimonio con el propósito de que la Casona Montjoy no pierda su importancia cultural que ha adquirido con el tiempo.

Historical earthen buildings are vulnerable to external solicitations, as earthquakes, tsunamis, environmental conditions and others, and, often, they are under unacceptable risks. For all these aspects, earthen buildings need an indispensable intervention but also an accurate diagnosis to respect the modern restoration principles. Nowadays, the research field related to the structural analysis of existing earthen buildings is very far from a complete and exhaustive knowledge. For studying these types of buildings, experimental investigations are mandatory. The thesis has the ambitious goal to fill the lack of knowledge about the dynamic behavior of historical earthen buildings. The work started with the study of effects of temperature and humidity on the “earth material”. For this reason, single adobe walls were built and analyzed by a continuous monitoring of the internal and external environmental parameters and dynamic properties to understand their behavior as simple adobe construction systems. The main challenges in this stage were the development of a suitable algorithm to automatically identify the dynamic parameters, the study of the internal distribution of temperature and humidity, and, the analysis of the environmental effects on the long-term monitoring of simple adobe systems. The results showed a good heat storing capacity of the walls and the existence of an internal thermal flow connected to a combined effect of air temperature, wind, solar radiation, and wall orientation. Furthermore, environmental seasonal and daily effects were first identified and subsequently isolated from the structural response, demonstrating a clear inverse relationship between temperature and dynamic properties. After this first stage, the application of the achieved knowledge was applied to a real case study to verify the obtained results in a larger scale. The Church of San Pedro de Andahuaylillas was chosen as case study. This church was built in the sixteenth century and represents a suitable example of historical earthen building. This architecture is one of the most amazing and beautiful example of religious art, solemn testimony of the Andean culture. To this church, a long-term monitoring system was applied for a better understanding of the earthen building behavior. The results indicated that he environmental variable affect the structural behavior at two levels: a seasonal long-term influence was detected as well as a daily short- term one. Seasonal effects caused variations of up to 8% in natural frequencies, and shorter-term influences were also verified causing variations of up 3.8%. Daily results showed a delayed effect of the environmental conditions in the structural response. Finally, multiple linear regression models were developed using the absolute humidity as independent variable to successfully predict the long-term frequency variation of the analyzed case study for structural health assessment purpose. / Los edificios históricos de tierra son vulnerables a solicitudes externas, como terremotos, tsunamis, condiciones ambientales y otros, por lo que están bajo riesgos inaceptables. Para todos estos aspectos, los edificios de tierra necesitan una intervención indispensable pero también un diagnóstico preciso para respetar los principios modernos de restauración. Hoy en día, el campo de investigación relacionado con el análisis estructural de los edificios de tierra existentes está muy lejos de un conocimiento completo y exhaustivo. Para el estudio de este tipo de edificios, las investigaciones experimentales son obligatorias. La tesis tiene el objetivo ambicioso de cubrir la falta de conocimiento sobre el comportamiento dinámico de los edificios históricos de tierra. El trabajo comenzó con el estudio de los efectos de la temperatura y la humedad en la tierra como material. Con este fin, se construyeron muros de adobe y se analizaron mediante un monitoreo continuo de los parámetros ambientales internos y externos y de las propiedades dinámicas con el objetivo de comprender su comportamiento como sistemas de construcción. Los principales desafíos en esta etapa fueron el desarrollo de un algoritmo adecuado para identificar automáticamente los parámetros dinámicos, el estudio de la distribución interna de la temperatura y la humedad, y el análisis de los efectos ambientales en el monitoreo a largo plazo. Los resultados mostraron una buena capacidad de almacenamiento de calor de los muros y la existencia de un flujo térmico interno conectado a un efecto combinado de la temperatura del aire, el viento, la radiación solar y la orientación. Además, los efectos ambientales estacionales y diarios fueron identificados primero y luego fueron aislados de la respuesta estructural, demostrando una clara relación inversa entre la temperatura y las propiedades dinámicas. El conocimiento obtenido en esta primera etapa se aplicó a un estudio de caso real para verificar los resultados obtenidos en una escala mayor. El caso de estudio elegido fue la iglesia San Pedro de Andahuaylillas. Este templo fue construido en el siglo XVI y es la muestra más emblemática de arte religioso, solemne testimonio de la cultura andina. Para esta iglesia, se aplicó un sistema de monitoreo a largo plazo para una mejor comprensión del comportamiento de los edificios de tierra. Los resultados indicaron que la variable ambiental afecta el comportamiento estructural de dos maneras: se detectó una influencia estacional a largo plazo y una diaria a corto plazo. Los efectos estacionales causaron variaciones de hasta 8% en las frecuencias naturales, y también se verificaron influencias a corto plazo, lo que causó variaciones de hasta 3.8%. Los resultados diarios mostraron un efecto retardado de las condiciones ambientales en la respuesta estructural. Finalmente, se desarrollaron modelos de regresión lineal múltiple utilizando la humedad absoluta como variable independiente para predecir con éxito la variación de frecuencia a largo plazo con el fin de evaluar la salud estructural. / Tesis

La siguiente investigación parte de la construcción de una edificación de acero con uso de centro comercial cuyo antecedente es un patrimonio cultural de adobe la que actualmente está convertido solo en una fachada en condiciones estructurales desconocidas, sabiendo solo que se cuenta con una junta mínima entre fachada y estructura de acero se analizó el comportamiento sísmico de la estructura interior de acero para controlar sus desplazamientos para que este no sea motivo de derrumbe de la fachada de adobe durante un sismo, para ello se propuso según los resultados del análisis un reforzamiento estructural.

Supe Puerto es un distrito costero ubicado al norte de Lima, en un territorio cuya historia se escribe hace 5000 años. Evidencia un pasado prehispánico, colonial y republicano que actualmente se encuentra amenazado por los intereses particulares que los actores sociales poseen sobre el territorio. El crecimiento urbano, las actividades económicas y el deterioro de los edificios históricos, conlleva a una ruptura generacional, que acompañada por el desconocimiento del pasado, ha desarrollado un constructo del patrimonio como parte de un proceso cultural ajeno. En este marco, el proyecto confronta la problemática en dos escalas. Primero integra las actividades cotidianas con el legado histórico a través de rutas articuladas sobre la ciudad. Apoyado en este sistema, enfatiza el desarrollo de la ruta prehispánica, pues involucra conflictos con agentes urbanos y naturales. Está ruta se presenta como elemento de orden territorial y conjunción entre presente y pasado. Por medio de su recorrido busca promover una actitud reflexiva a cerca del vinculo con el patrimonio y la naturaleza a través de una intervención sutil sobre un sendero ya existente. Refuerza su finalidad con un centro de interpretación en el delta de su recorrido, previo al complejo arqueológico. Este edificio umbral se mimetiza en el territorio gracias a una disposición de planos radiales desfasados, que permiten un recorrido libre y a su vez posibilitan acceder al programa administrativo, expositivo y de investigación, ordenado en torno a tres patios. Específicamente, vinculado al segundo patio, se organizan las salas de exposición. Con el fin de alterar el recorrido uni-direccional, se añaden volúmenes voladizos transversales, logrando un recorrido zigzagueante y sosegado. Acompañado de ingresos de luz tamizada, iluminación cenital y visuales al Valle, se construye la atmósfera idónea para disponer al visitante a la reflexión y así integrar su pasado re-conocido como parte de su proceso cultural actual.

De acuerdo al continuo progreso en el conocimiento del patrimonio cultural, la realización de modelos digitales 3D orientados a las construcciones históricas se ha convertido en un procedimiento estándar. Asimismo, los diversos ensayos de diagnóstico, conservación y restauración que se realizan en estas estructuras requieren de sistemas de información que permitan una constante actualización y colaboración entre los diferentes involucrados. En este sentido, la integración de esta información semántica con el modelo 3D en un único entorno virtual resulta de gran interés ya que permitiría un manejo unificado de toda la información, siendo las herramientas brindadas por el Building Information Modeling (BIM) las más adecuadas. El objetivo de la presente tesis es proponer la metodología SHBIM como una herramienta que permita una documentación totalmente digital del estado de conservación estructural de edificaciones patrimoniales. El procedimiento inicia con la recolección de información en campo (e.g. escaneo láser, fotogrametría aérea, ensayos termográficos, ensayos sónicos, entre otros) para crear modelos digitales 3D en un entorno BIM. Se emplea modelado paramétrico y modelado semi-automático mediante programación gráfica para generar geometrías complejas como bóvedas y rellenos. Una vez generado el modelo 3D, se añade la información de diagnóstico de manera gráfica y textual. Se modelan patologías estructurales como elementos sólidos de espesor muy delgado que se adaptan a superficies curvas como bóvedas y cornisas. Además, la información textual del estado de conservación, procedimientos de restauración y resultados de ensayos no destructivos se ingresa como parámetros en cada elemento del modelo 3D, lo que permite generar mapas de daño de manera automática por medio de filtros de visualización. La metodología S-HBIM se valida en la iglesia de la Compañía de Jesús en Cusco, Perú. Los resultados muestran que es posible integrar información tanto geométrica como semántica en un único entorno virtual 3D. Asimismo, se observa que las herramientas BIM también son aplicables a estructuras patrimoniales, y otorgan gran ventaja visual, de almacenamiento y gestión de la información respecto a métodos de representación 2D tradicionales. La metodología S-HBIM permite el desarrollo de un procedimiento estándar para el reporte de resultados en estudios de diagnóstico estructural de edificaciones existentes, así como la creación de repositorios digitales para un manejo ordenado de información dentro del marco de la evaluación y diagnóstico estructural de edificaciones patrimoniales.

Historical earthen buildings are vulnerable to external solicitations, as earthquakes, tsunamis, environmental conditions and others, and, often, they are under unacceptable risks. For all these aspects, earthen buildings need an indispensable intervention but also an accurate diagnosis to respect the modern restoration principles. Nowadays, the research field related to the structural analysis of existing earthen buildings is very far from a complete and exhaustive knowledge. For studying these types of buildings, experimental investigations are mandatory. The thesis has the ambitious goal to fill the lack of knowledge about the dynamic behavior of historical earthen buildings. The work started with the study of effects of temperature and humidity on the “earth material”. For this reason, single adobe walls were built and analyzed by a continuous monitoring of the internal and external environmental parameters and dynamic properties to understand their behavior as simple adobe construction systems. The main challenges in this stage were the development of a suitable algorithm to automatically identify the dynamic parameters, the study of the internal distribution of temperature and humidity, and, the analysis of the environmental effects on the long-term monitoring of simple adobe systems. The results showed a good heat storing capacity of the walls and the existence of an internal thermal flow connected to a combined effect of air temperature, wind, solar radiation, and wall orientation. Furthermore, environmental seasonal and daily effects were first identified and subsequently isolated from the structural response, demonstrating a clear inverse relationship between temperature and dynamic properties. After this first stage, the application of the achieved knowledge was applied to a real case study to verify the obtained results in a larger scale. The Church of San Pedro de Andahuaylillas was chosen as case study. This church was built in the sixteenth century and represents a suitable example of historical earthen building. This architecture is one of the most amazing and beautiful example of religious art, solemn testimony of the Andean culture. To this church, a long-term monitoring system was applied for a better understanding of the earthen building behavior. The results indicated that he environmental variable affect the structural behavior at two levels: a seasonal long-term influence was detected as well as a daily short- term one. Seasonal effects caused variations of up to 8% in natural frequencies, and shorter-term influences were also verified causing variations of up 3.8%. Daily results showed a delayed effect of the environmental conditions in the structural response. Finally, multiple linear regression models were developed using the absolute humidity as independent variable to successfully predict the long-term frequency variation of the analyzed case study for structural health assessment purpose. / Los edificios históricos de tierra son vulnerables a solicitudes externas, como terremotos, tsunamis, condiciones ambientales y otros, por lo que están bajo riesgos inaceptables. Para todos estos aspectos, los edificios de tierra necesitan una intervención indispensable pero también un diagnóstico preciso para respetar los principios modernos de restauración. Hoy en día, el campo de investigación relacionado con el análisis estructural de los edificios de tierra existentes está muy lejos de un conocimiento completo y exhaustivo. Para el estudio de este tipo de edificios, las investigaciones experimentales son obligatorias. La tesis tiene el objetivo ambicioso de cubrir la falta de conocimiento sobre el comportamiento dinámico de los edificios históricos de tierra. El trabajo comenzó con el estudio de los efectos de la temperatura y la humedad en la tierra como material. Con este fin, se construyeron muros de adobe y se analizaron mediante un monitoreo continuo de los parámetros ambientales internos y externos y de las propiedades dinámicas con el objetivo de comprender su comportamiento como sistemas de construcción. Los principales desafíos en esta etapa fueron el desarrollo de un algoritmo adecuado para identificar automáticamente los parámetros dinámicos, el estudio de la distribución interna de la temperatura y la humedad, y el análisis de los efectos ambientales en el monitoreo a largo plazo. Los resultados mostraron una buena capacidad de almacenamiento de calor de los muros y la existencia de un flujo térmico interno conectado a un efecto combinado de la temperatura del aire, el viento, la radiación solar y la orientación. Además, los efectos ambientales estacionales y diarios fueron identificados primero y luego fueron aislados de la respuesta estructural, demostrando una clara relación inversa entre la temperatura y las propiedades dinámicas. El conocimiento obtenido en esta primera etapa se aplicó a un estudio de caso real para verificar los resultados obtenidos en una escala mayor. El caso de estudio elegido fue la iglesia San Pedro de Andahuaylillas. Este templo fue construido en el siglo XVI y es la muestra más emblemática de arte religioso, solemne testimonio de la cultura andina. Para esta iglesia, se aplicó un sistema de monitoreo a largo plazo para una mejor comprensión del comportamiento de los edificios de tierra. Los resultados indicaron que la variable ambiental afecta el comportamiento estructural de dos maneras: se detectó una influencia estacional a largo plazo y una diaria a corto plazo. Los efectos estacionales causaron variaciones de hasta 8% en las frecuencias naturales, y también se verificaron influencias a corto plazo, lo que causó variaciones de hasta 3.8%. Los resultados diarios mostraron un efecto retardado de las condiciones ambientales en la respuesta estructural. Finalmente, se desarrollaron modelos de regresión lineal múltiple utilizando la humedad absoluta como variable independiente para predecir con éxito la variación de frecuencia a largo plazo con el fin de evaluar la salud estructural.