Seismic-structural and energy multi-criteria optimization of a multi-story light-frame timber building
Loading...
Date
2021
Authors
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Abstract
El sector de edificación representa el 22% del consumo de energía a nivel mundial. El uso de la madera como material de edificación presenta beneficios en la eficiencia energética, energía proveniente de la producción de materiales y costos de construcción. Los edificios de madera presentan un alto riesgo a sobrecalentarse por la baja masa térmica
de sus elementos constructivos, lo que puede generar disconfort o problemas de salud. Dentro de las soluciones para mitigar el riesgo de sobrecalentamiento en edificios de madera surge como alternativa el aumento de la masa térmica en los elementos constructivos, lo que genera una reducción en el consumo energético pero mayores fuerzas estructurales y aumento de costos en el uso de ensambles de mayor capacidad y dimensión. La literatura muestra metodologías de integración del comportamiento estructural energético y sísmico/estructural pero no se analiza el efecto del tipo de clima y zona sísmica en el diseño óptimo de un edificio ligero de marco plataforma de madera, en el cual es típico que presente una baja masa térmica y problemas relacionados a los desplazamientos entre pisos. Se presenta como hipótesis que para un edificio ligero de marco plataforma de madera, el número de pisos, conector lateral, tipo de clima, zona sísmica y masa térmica tiene un gran impacto en la selección de la solución óptima en el
ámbito energético y sísmico/estructural. Los resultados muestran que la integración de ambos comportamientos produce diferentes soluciones óptimas dependiendo del número de pisos, conector lateral, tipo de clima, zona sísmica y masa térmica. Las zonas sísmicas que comprenden mayores aceleraciones limitan aún más el aumento de peso en el edificio, priorizando algunas variables sobre otras con el objetivo de minimizar las cargas de calefacción y enfriamiento. Como futuro trabajo debería incluir la implementación de un algoritmo de optimización multiobjetivo, independizar el objetivo estructural, considerar objetivos asociados a análisis ciclo de vida e incorporar sistemas de climatización.
Description
Tesis (Master of Science in Engineering)--Pontificia Universidad Católica de Chile, 2021
Keywords
Edificio ligero de madera marcoplataforma, Simulación energética, Análisis sísmico/estructural, Acoplamiento energético y sísimico/estructural, Optimización, Chile