Adaptación de arquitectura bioclimática a edificaciones en Panamá: Estudio numérico del acople entre ventilación natural y la inercia térmica de la envolvente

Tesis de licenciatura en Ingeniería Electromecánica

Estudiante: Jesús Harmodio Araúz Sarmiento

Dirección:

  • Dra. Dafni Mora (Asesora)
  • Dr. Miguel Chen Austin (Co-asesor)

Resumen:

La eficiencia energética en las edificaciones representa un punto de gran importancia para la sostenibilidad global de un país y su respuesta ante los problemas climáticos y energéticos existentes. Es por eso que, en el presente trabajo de investigación, se procura analizar térmicamente una edificación residencial sencilla desde el punto de la vista de la envolvente y su relación con la ventilación natural. El modelado de una edificación permite entender cómo se comporta cada parte de un sistema ante las temperaturas del medio que la rodea y, asimismo, decidir apropiadamente la composición de los materiales de construcción y permite recomendar comportamientos para los habitantes de ésta. De acuerdo con las características meteorológicas de Panamá, se observó que la edificación no es capaz de lograr confort térmico por sí misma (sistemas mecánicos inactivos), situación aplicable a la mayoría de las edificaciones nacionales debido a la similitud de materiales de construcción y dimensiones convencionales de éstos. Luego del análisis posterior, se procedió a modificar las partes de la envolvente que más aportan al calentamiento del recinto, lo cual permitió alcanzar una sensación térmica dentro del rango del confort térmico establecido por la norma UNE-ISO-7730. Para saber que partes de la envolvente modificar, se realizó un análisis horario de las ganancias de calor de la envolvente y se modificó el horario de apertura de las ventanas en pro de maximizar el efecto de la ventilación natural. Sin embargo, lo anterior no permitió mejorar considerablemente el confort, posiblemente debido a la ubicación de las ventanas sobre la envolvente. Las modificaciones de la envolvente no solamente proporcionaron mejores condiciones internas, sino que también homogenizaron el comportamiento térmico global de la edificación; facilitando su modelado fisicomatemático y reduciendo la capacidad de computación requerida para solucionar el sistema de ecuaciones representativo.

Objetivo general:

Determinar el acople óptimo entre la ventilación natural y la modificación de la envolvente teniendo en cuenta el confort interior y el consumo energético. 

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Publicaciones asociadas:

  • Towards nearly zero energy buildings in Panama through low-consumption techniques: A numerical study. Dafni Mora, Jesús Araúz, Miguel Chen Austin. 74th Congreso Anual de la Asociación Termotécnica Italiana (ATI). Septiembre 2019. AIP Conference Proceedings 2191, 020114 (2019) https://aip.scitation.org/doi/abs/10.1063/1.5138847

  • Impact of the Envelope Layout in the Thermal Behavior of Buildings in Panama: A Numerical Study. Jesús Araúz, Dafni Mora, Miguel Chen Austin. 7th international Engineering Sciences and Technology Conference 2019. Panamá, Panamá. Octubre 2019. https://ieeexplore.ieee.org/document/8943584

Duración total:

Duración neta:

Metodología:

Edificación:

Modelo de la edificación en DesignBuilder

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