Dynamic simulations and lighting behavior of office buildings in Santiago of Chile
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2011
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Abstract
Sobrecalentamiento, altas cargas de refrigeración y deslumbramiento son problemas recurrentes en los edificios de oficinas de Santiago de Chile. Actualmente, en el país no existen regulaciones legales sobre la eficiencia térmica de este tipo de construcciones. Adicionalmente, la información disponible sobre el comportamiento térmico de éstos para los diferentes climas que existen en Chile es limitada. El clima de Santiago tiene estaciones muy marcadas y presenta una gran oscilación de temperatura ambiental entre el día y la noche durante el verano (alrededor de 14ºC). Para poder lograr una eficiencia energética es necesario saber la influencia en el confort de los ocupantes, o bien, en la carga de energía para refrigeración y calefacción que tienen distintas estrategias arquitectónicas utilizadas actualmente. Luego, al contar con información completa y apropiada sobre el comportamiento térmico de los edificios de oficina para un clima en específico, será posible normar acerca del diseño de estos edificios.
En esta investigación se estiman, por medio de simulación computacional, las cargas para refrigeración y calefacción que tiene un edificio tipo ubicado en Santiago especialmente diseñado para este propósito. Se han considerado variaciones en la razón entre áreas vidriadas y el total de la envolvente, el tipo de vidriado y de protección solar utilizado y la orientación de las oficinas para evaluar la influencia que tienen estas variables en las cargas de energía del edificio.
A partir de los resultados se muestra que la porción de la envolvente vidriada es la variable que más influye en las cargas de energía. El edificio estudiado puede llegar a requerir 155 kWh/m2·año para alcanzar un estado de confort térmico, si su envolvente está completamente vidriada. Por otro lado, si este edificio tiene ventanas más pequeña, utiliza elementos de protección solar y tiene vidrio selectivo, las cargas totales puede bajar a 25 kWh/m2·año. Adicionalmente, si se aplica ventilación nocturna durante los periodos de refrigeración se puede lograr una reducción adicional del 37% en las cargas totales. Un 20% de la envolvente vidriado es suficiente para mantener una iluminación natural adecuada durante el 80% del total de horas de trabajo al año. Las principales conclusiones son: i) para el clima de Santiago no es recomendable utilizar envolvente completamente vidriadas, ii) la ventilación nocturna se muestra como efectiva para reducir las cargas de refrigeración, y iii) se logra una mejor iluminación natural con ventanas pequeñas y protección solar, que con ventanas más grandes.
En esta investigación se estiman, por medio de simulación computacional, las cargas para refrigeración y calefacción que tiene un edificio tipo ubicado en Santiago especialmente diseñado para este propósito. Se han considerado variaciones en la razón entre áreas vidriadas y el total de la envolvente, el tipo de vidriado y de protección solar utilizado y la orientación de las oficinas para evaluar la influencia que tienen estas variables en las cargas de energía del edificio.
A partir de los resultados se muestra que la porción de la envolvente vidriada es la variable que más influye en las cargas de energía. El edificio estudiado puede llegar a requerir 155 kWh/m2·año para alcanzar un estado de confort térmico, si su envolvente está completamente vidriada. Por otro lado, si este edificio tiene ventanas más pequeña, utiliza elementos de protección solar y tiene vidrio selectivo, las cargas totales puede bajar a 25 kWh/m2·año. Adicionalmente, si se aplica ventilación nocturna durante los periodos de refrigeración se puede lograr una reducción adicional del 37% en las cargas totales. Un 20% de la envolvente vidriado es suficiente para mantener una iluminación natural adecuada durante el 80% del total de horas de trabajo al año. Las principales conclusiones son: i) para el clima de Santiago no es recomendable utilizar envolvente completamente vidriadas, ii) la ventilación nocturna se muestra como efectiva para reducir las cargas de refrigeración, y iii) se logra una mejor iluminación natural con ventanas pequeñas y protección solar, que con ventanas más grandes.
Description
Tesis (Master of Science in Engineering)--Pontificia Universidad Católica de Chile, 2011