PCM glazing in office buildings: Modeling, multivariate analysis, and optimization for energy efficiency and thermal/visual comfort
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Date
2025
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Abstract
El sector de la construcción contribuye significativamente a las emisiones globales de CO2 y al consumo energético. Los edificios de oficinas con fachadas totalmente acristaladas consumen una cantidad considerable de energía para su refrigeración debido a la captación de calor solar y la baja inercia térmica. La integración de Materiales de Cambio de Fase (MCF) en ventanas es una estrategia prometedora para mejorar el rendimiento térmico y mitigar estos efectos. Los MCF almacenan y liberan calor durante los cambios de fase, lo que proporciona inercia térmica y reduce la demanda energética. El objetivo principal de esta investigación es evaluar el impacto de las ventanas con CF en el consumo energético de climatización e iluminación, así como en el confort visual y térmico de los ocupantes de edificios con grandes fachadas acristaladas. La investigación se desarrolla en cuatro etapas principales: • Desarrollo y validación de modelos de transferencia de calor y luz natural. • Integración de los modelos desarrollados en herramientas de simulación dinámica.• Evaluación del impacto de las variables de diseño del acristalamiento PCM en el consumo energético y el confort interior. • Optimización para determinar la mejor combinación de parámetros de diseño de las ventanas con MCF para diversos edificios y climas. Los principales resultados de esta investigación indican que las ventanas con MCF mejoran significativamente el confort térmico, reducen el consumo de energía para refrigeración y mitigan el deslumbramiento en climas cálidos. Sin embargo, sus beneficios son menos pronunciados en climas fríos. Además, el análisis multivariable y la optimización han demostrado ser herramientas eficaces para facilitar el diseño y el estudio de ventanas con MCF. La contribución al estado del arte y la novedad reside en el estudio exhaustivo del impacto de las ventanas con MCF, ampliando dicho estado del arte mediante metodologías robustas como el análisis multivariable y la optimización. En futuros trabajos se deberían explorar soluciones alternativas de ventanas con MCF y realizar evaluaciones de costes e impacto ambiental para evaluar la viabilidad y sustentabilidad general de las ventanas con MCF en edificios de oficinas.
Description
Tesis (Doctor in Engineering Sciences)--Pontificia Universidad Católica de Chile, 2025.
Tesis (Dottore in Energetica)--Politecnico di Torino, 2025.
Tesis (Dottore in Energetica)--Politecnico di Torino, 2025.