Integrated thermal and lighting analysis of spaces with controled complex fenestration systems and artificial lighting during the design stage
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2014
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Abstract
Estudios prueban que los sistemas de protección solar son beneficiosos tanto para las condiciones de confort como para el desempeño energético del edificio. Sin embargo, dichos dispositivos se consideran Sistemas Complejos de Fenestración (SCF), los cuales presentan características ópticas muy difíciles de modelar en software de simulación tanto lumínica como térmica. Utilizando una propiedad llamada Función Bidireccional de Distribución de Dispersión (BSDF, por sus siglas en inglés), herramientas de simulación han sido provistos de módulos que les permiten modelar dichos sistemas más correctamente, considerando las complejidades ópticas de los mismos. Debido que los SCF se instalan para proveer un ambiente confortable tanto en lo visual como en lo térmico, realizar simulaciones integrales de ambos dominios resulta fundamental. Además, debido a que los ocupantes y/o sistemas automáticos manejarán cortinas y persianas y controlarán las luminarias, se deduce que la simulación no sólo debe ser integral, sino que además debe incluir control. El propósito de esta tesis es dar los primeros pasos hacia una herramienta que permita realizar dichos análisis para espacios con iluminación artificial y SCF controlados.Así, durante el proceso de revisión bibliográfica se concluyó que la obtención de BSDF solares de los sistemas a evaluar, y la realización de una simulación integrada de los dominios térmico y lumínico eran fundamentales para realizar análisis holísticos y requerían simplificación. Este trabajo muestra, comparado resultados con soluciones analíticas, que la herramienta genBSDF es capaz de evaluar las BSDF solares de SCFs. Además, explica el desarrollo de un nuevo programa, mkSchedule, que facilita la integración de software térmicos y lumínicos, y propone una metodología que permite evaluar integralmente un edificio durante el proceso de diseño, permitiendo modificar el edificio mismo, los SCFs, luminarias y algoritmos de control. Tanto mkSchedule como la nueva metodología son probados con un estudio de caso simple.
Description
Tesis (Master of Science in Enginnering)--Pontificia Universidad Católica de Chile, 2014