LÍVIA MOLINA OGEDA ANÁLISIS DEL COMPORTAMIENTO TÉRMICO DE DISTINTAS FACHADAS DE EDIFICIOS DE OFICINAS EN CLIMA SUBTROPICAL HÚMEDO

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1 ANÁLISIS DEL COMPORTAMIENTO TÉRMICO DE DISTINTAS FACHADAS DE EDIFICIOS DE OFICINAS EN CLIMA SUBTROPICAL HÚMEDO MÁSTER DE ARQUITECTURA, ENERGÍA Y MEDIO AMBIENTE LÍVIA MOLINA OGEDA TUTORAS: ANNA PAGÈS E ISABEL CRESPO BARCELONA,

2 OBJETIVOS Confort térmico + Gastos energéticos con climatización artificial: - Fachadas utilizadas en São Paulo - Brasil - Nuevas fachadas acristaladas X convencionales Entorno Urbanístico comportamiento térmico? Giros del edificio captación solar - comportamiento térmico? 01/10

3 METODOLOGÍA Estado del arte Planteamiento: geografía, clima y radiación solar Entorno urbano Edificios oficinas existentes - modelo teórico Elección de composiciones materiales de fachadas Simulaciones con programa computacional Análisis y conclusiones 02/10

4 PLANTEAMIENTO Radiación Solar Global (media año): 4 kwh/m2 día São Paulo SP Brasil Latitud: 23º 32 Altitud: m Longitud: 46º 37 Clima Subtropical Húmedo Temp. media anual: 20º C Temp. media mínima: 15ºC Temp. media máxima: 24ºC Cubo 1m X 1m Análisis Radiación incidente en las fachadas Radiación en edificio con giro a 0º 30º y 45º. Humedad relativa media año: 80% 03/10

5 ENTORNO URBANÍSTICO + EDIFICIO Análisis: * Áreas predominantes de edificios de oficinas * Edificios existentes (características) = Tipología más constante Estrategias de diseño - Confort y Abaco Psicométrico 1 - Confort 2 - Ventilación 3 - Resfriamiento Evaporativo 5 Aire Condicionado 6 Humidificación 7 Alta Inercia Térmica / Calentamiento Solar 8 Calentamiento Solar Pasivo 9 Calentamiento Artificial (calefacción) 11 Ventilación / Alta Inercia / Resfriamiento Evaporativo 12 Alta Inercia / Resfriamiento Evaporativo (Abaco de Análisis Bio - desenvuelto en Brasil - UFSC) 04/10

6 MODELO TEÓRICO DE EVALUACIÓN Entorno Urbano Modelo Edificio Modelo * Parámetros Fijos: actividad, ocupación, construcción, aberturas, ventilación. 05/10

7 ELECCIÓN DE FACHADAS 1. Hormigón 2. Placas de 3.Vidrio 4.Vidrio 5.Vidrio con 6. Vidrio Doble Aluminio Simple Reflexivo Protección Solar Bajo Emisivo * Evaluación de Propiedades Simplificada FS (%) 3. Vidrio simple 4. Vidrio Reflexivo 5. Vidrio prot. solar Vidrio bajo emisivo Fachada U (W/m²K) 1. Hormigón 3,16 2. Placas Aluminio 5,88 3. Vidrio Simple 5,78 4. Vidrio Reflexivo 5,36 5. Vidrio Prot. Solar 3,49 6. Vidrio Doble Bajo 1,77 Emisivo 06/10

8 ANÁLISIS DE SIMULACIONES 4 Etapas: A - Edificios sin entorno urbano a 0º Design Builder + Energy Plus B - Edificios con entorno urbano C - Edificios sin entorno urbano girados a 30º y 45º D - Comparaciones entre todos los casos Edificios sin entorno a 0º: Fachadas Orden de Efectividad de Confort Térmico Confort calor Confort frío Confort año Disconfort Total/ año (%) Hormigón ,7 Ocupación Año = 2871 horas (8-19 horas / 5 días semana) Aluminio Vidrio Simple ,2 Vidrio Reflexivo ,2 Vidrio Proct. Solar ,2 Vidrio Doble Bajo Em ,1 07/10

9 ANÁLISIS CONCLUSIONES DE SIMULACIONES Edificios con entorno x sin entorno En un año: * Menos 36% ganancias solares * Menos 28% gastos con refrigeración * Más 7% gastos con calefacción * Menos 16% gastos totales climatización , , , , , ,00 Gastos Energéticos con refrigeración y calefacción/ año (Wh/m2) , , , ,00 Hormigón Alumínio Vidrio Simples Vidrio Reflexivo Vidrio Protección Solar Vidrio Doble Bajo Emisivo Refrigeración Sin entorno Calefación Sin entorno Refrigeración Con entorno Calefación Con entorno 08/10

10 ANÁLISIS CONCLUSIONES DE SIMULACIONES Pequeñas proporciones: Comparaciones con giros 0º, 30º y 45º * 30º X 0º = 5% * 45º X 0º = 7% más gastos climatización/ año 7,00 6,80 6,60 6,40 6,20 6,00 5,80 5,60 5,40 5,20 5,00 * Ganancias Solares 30º y 45º: + en verano (3,6% y 4,6%) - en invierno (3,5% y 5,1%) Radiación Solar incidente (kw) de un día promedio de cada mes del año/ cubo 1m x 1m Cubo 1 Cubo 2 Cubo 3 0º 30º 45º , , , , , , , , , , , , , , , ,00 Gastos Energéticos con climatización artificial/ año (Wh/m2) Hormigón Alumínio Vidrio Simples 0º 30º 45º Vidrio Reflexivo Vidrio Protección Solar Vidrio Doble Bajo Emisivo 09/10

11 CONCLUSIONES * Mejor Comportamiento = Fachadas de hormigón a 0º con entorno urbano (43% menos gastos energéticos que vidrio simple sin entorno girado a 45º) * Mejor Comportamiento entre vidrios = Vidrio Reflexivo Gastos Climatización X Edificio Vidrio Simple Vidrio Reflexivo - 19% Vidrio Protección Solar - 10% Vidrio Doble Bajo Emisivo - 18% * Vidrio Simple = Más horas disconfort total menos disconfort por frío - más perdidas por cerramientos * Ganancias solares X Perdidas Energéticas * Horas de Ocupación (8 19 horas) Edificio de vidrio doble X Vidrio simple (menos disconfort frío). 10/10

12 GRACIAS Lívia Molina Ogeda