Characterization of the thermal behaviour of a prototype building in Tandil (Buenos Aires)

Abstract

La elección de la ubicación y orientación de una construcción y las decisiones tomadas en las etapas de su diseño tienen un importante efecto sobre el consumo energético necesario para su funcionamiento. Este es particularmente el caso para prever el óptimo aprovechamiento de la ventilación natural en el que las decisiones tempranas determinan el potencial para el uso renovable pasivo de la energía, lo cual se traduce en los menores costos energéticos y en la disminución de la contaminación del aire interior. El cuidadoso control sobre el aprovechamiento solar también puede reducir significativamente los costos derivados del uso de equipos de refrigeración o calefacción. Con el objeto de optimizar la construcción de edificaciones con mínimo consumo energetico, se evalúa el comportamiento térmico durante el verano de una construcción representativa de los estándares edilicios de la ciudad de Tandil. Se presenta el análisis de las mediciones continuas y sistemáticas realizadas con sensores de temperatura y humedad en puntos específicos del interior, y de los parámetros meteorológicos externos, asociando la información mediante un modelo analítico que da cuenta de la conductividad, la radiación y la convección debida al viento. El objetivo es hallar los parámetros térmicos globales del edificio, y con ellos el flujo de calor a través de la envolvente, resolviendo el "problema inverso". Los resultados son cotejados con los obtenidos resolviendo el "problema directo" estándar. Palabras clave: evaluación térmica, modelo analítico, transferencia de calor, condiciones reales de uso. The choice of the location and orientation of a construction and the decisions made during the early stages of the design affect significantly the energy consumption necessary for its functioning. Particularly, this is the case in which the optimal use of natural ventilation is convenient to reduce energy costs and pollution of the air indoors. Careful control of the solar resource can also considerably diminish the costs derived from the use of air conditioners. The thermal behaviour of a building that is representative of the constructive procedure in Tandil city is evaluated during the summer with the purpose of optimizing future constructions that minimize the energy comsuption. The analysis of continuous and systematic temperature and humidity measurements performed with sensors in specific points inside the building and the external meteorological parameters is presented. The information collected is integrated by means of an analytical model that considers the contributions of the conductivity, radiation and convection caused by the wind. The goal is to estimate the typical thermal parameters of the building and, with them, the heat flux across the envelope, solving the "inverse problem". The results are compared with those obtained solving the standard "direct problem".