Optimización del diseño de un edificio público con estrategias de climatización pasiva en la localidad de Mar Chiquita, Argentina
DOI:
https://doi.org/10.18861/ania.2024.14.2.3967Palabras clave:
Eficiencia energética, diseño solar pasivo, diseño bioambiental, confort térmico, simulación dinámica, simulación energética, clima templado frío marítimo, invernadero, infiltraciones, proporción ventana-muro, uso de postigosResumen
El sector edilicio global enfrenta un aumento en el consumo energético y la emisión de gases de efecto invernadero. En Argentina, la matriz energética está basada en fuentes no renovables, y el sector comercial y público destina cerca del 50% de la energía a calefacción y refrigeración. Este estudio se centra en el Centro de Interpretación de Mar Chiquita, un edificio diseñado bajo criterios de sustentabilidad, que utiliza el invernadero como estrategia de climatización pasiva. El objetivo es analizar el diseño del edificio y optimizarlo para lograr un menor uso energético para el acondicionamiento térmico. A través de simulaciones energéticas realizadas con EnergyPlus, se evaluaron diferentes diseños en relación con la proporción ventana-muro, las infiltraciones y el uso de postigos para optimizar el confort térmico y el consumo energético. Los resultados mostraron que una proporción excesiva de carpinterías contribuye al sobrecalentamiento, mientras que reducir la infiltración mejora el confort térmico en invierno. La implementación de postigos durante el día elimina la necesidad de refrigeración mecánica en verano y su uso nocturno en invierno disminuye la necesidad de calefacción. En conclusión, se destaca la importancia de las estrategias de diseño solar pasivo en climas templados, fríos, húmedos y la necesidad de investigar más sobre la proporción ventana-muro en edificios sin invernaderos, así como evaluar las infiltraciones reales tras la construcción.
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Andersen, M., Discoli, C. A., Melisa Viegas, G., & Martini, I. (2017). Monitoreo energético y estrategias de RETROFIT para viviendas sociales en clima frío. Revista Hábitat Sustentable, 7(2), 50-63. https://doi.org/10.22320/07190700.2017.07.02.05
Asdrubali, F., Cotana, F., & Messineo, A. (2012). On the Evaluation of Solar Greenhouse Efficiency in Building Simulation during the Heating Period. Energies, 5(6), Article 6. https://doi.org/10.3390/en5061864
Atanasoska, K. (2021). Caracterización bioclimática de Mar del Plata.: Recomendaciones para el Diseño Arquitectónico. Investigación + Acción, 24. https://revistasfaud.mdp.edu.ar/ia/article/view/560
Bastos Porsani, G., Casquero-Modrego, N., Echeverria Trueba, J. B., & Fernández Bandera, C. (2023). Empirical evaluation of EnergyPlus infiltration model for a case study in a high-rise residential building. Energy and Buildings, 296, 113322. https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2023.113322
Bataineh, K. M., & Fayez, N. (2011). Analysis of thermal performance of building attached sunspace. Energy and Buildings, 43(8), 1863-1868. https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2011.03.030
Chandel, S. S., & Sarkar, A. (2015). Performance assessment of a passive solar building for thermal comfort and energy saving in a hilly terrain of India. Energy and Buildings, 86, 873-885. https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2014.10.035
Felices Puertolas, R., Viñas Arrebola, C., & Losada Gonzalez, J. C. (2017). Análisis de la simulación y monitoreo real de un invernadero en la implicación térmica de un edificio. Un caso Práctico. Dyna Ingeniería e Industria, 92(1), 209-213. https://doi.org/10.6036/8202
Gil, S. (2021). «Eficiencia Energética en Argentina», apostando por conformar un sector energético más sostenible y eficiente en Argentina. https://doi.org/10.13140/RG.2.2.14886.86087
Gong, X., Akashi, Y., & Sumiyoshi, D. (2012). Optimization of passive design measures for residential buildings in different Chinese areas. Building and Environment, 58, 46-57. https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2012.06.014
IRAM 11507-4. (2010). Carpintería de obra y fachadas integrales livianas. Ventanas exteriores.
IRAM 11603. (1996). Acondicionamiento térmico de edificios. Clasificación bioambiental de la República Argentina.
IRAM 11605. (1996). Acondicionamiento térmico de edificios. Condiciones de habitabilidad en edificios. Valores máximos de transmitancia térmica en cerramientos opacos.
IRAM 11900. (2018). Prestaciones energéticas en viviendas. Método de cálculo.
Kottek, M., Grieser, J., Beck, C., Rudolf, B., & Rubel, F. (2006). World Map of the Köppen-Geiger climate classification updated. Meteorologische Zeitschrift, 15(3), 259-263. https://doi.org/10.1127/0941-2948/2006/0130
Liu, Z., Wu, D., Li, J., Yu, H., & He, B. (2019). Optimizing Building Envelope Dimensions for Passive Solar Houses in the Qinghai-Tibetan Region: Window to Wall Ratio and Depth of Sunspace. Journal of Thermal Science, 28(6), 1115-1128. https://doi.org/10.1007/s11630-018-1047-7
Mercado, M. V., Barea-Paci, G. J., Esteves, A., & Filippín, C. (2018). Efecto de la ventilación natural en el consumo energético de un edificio bioclimático. Análisis y estudio mediante energy plus. Hábitat Sustentable, 54-67. https://doi.org/10.22320/07190700.2018.08.01.05
Ministerio de Economía. (2024). Balances Energéticos. Argentina.gob.ar. https://www.argentina.gob.ar/econom%C3%ADa/energ%C3%ADa/planeamiento-energetico/balances-energeticos
Molina, J. O., Lefebvre, G., Horn, M., & Gómez, M. M. (2020). Diseño de un módulo experimental bioclimático obtenido a partir del análisis de simulaciones térmicas para el centro poblado de Imata (4519 m s.n.m.) ubicado en Arequipa, Perú. Información tecnológica, 31(2), 173-186. https://doi.org/10.4067/S0718-07642020000200173
Monge-Barrio, A., & Sánchez-Ostiz, A. (2015). Energy efficiency and thermal behaviour of attached sunspaces, in the residential architecture in Spain. Summer Conditions. Energy and Buildings, 108, 244-256. https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2015.09.037
Moreno-Rangel, A. (2021). Passivhaus. Encyclopedia, 1(1), Article 1. https://doi.org/10.3390/encyclopedia1010005
Morrissey, J., Moore, T., & Horne, R. E. (2011). Affordable passive solar design in a temperate climate: An experiment in residential building orientation. Renewable Energy, 36(2), 568-577. https://doi.org/10.1016/j.renene.2010.08.013
Muñoz, N., Thomas, L. P., & Marino, B. M. (2022). Infiltración en un edificio complejo. Anales AFA, 33(Special Fluids), 71-76. https://doi.org/10.31527/analesafa.2022.fluidos.71
Mushtaha, E., Salameh, T., Kharrufa, S., Mori, T., Aldawoud, A., Hamad, R., & Nemer, T. (2021). The impact of passive design strategies on cooling loads of buildings in temperate climate. Case Studies in Thermal Engineering, 28, 101588. https://doi.org/10.1016/j.csite.2021.101588
Pacheco, R., Ordóñez, J., & Martínez, G. (2012). Energy efficient design of building: A review. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 16(6), 3559-3573. https://doi.org/10.1016/j.rser.2012.03.045
Rempel, A. R., Rempel, A. W., Cashman, K. V., Gates, K. N., Page, C. J., & Shaw, B. (2013). Interpretation of passive solar field data with EnergyPlus models: Un-conventional wisdom from four sunspaces in Eugene, Oregon. Building and Environment, 60, 158-172. https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2012.11.006
Resolución 148/2024 [Ministerio de Economía. Secretaría de Energía]. Programa de uso racional y eficiente de la energía en edificios públicos (PROUREE). 5 de julio de 2024.
Spanos, I., Simons, M., & Holmes, K. L. (2005). Cost savings by application of passive solar heating. Structural Survey, 23(2), 111-130. https://doi.org/10.1108/02630800510593684
Toroxel, J. L., & Silva, S. M. (2024). A Review of Passive Solar Heating and Cooling Technologies Based on Bioclimatic and Vernacular Architecture. Energies, 17(5), 1006. https://doi.org/10.3390/en17051006
U.N. Environment. (2024). Global Status Report for Buildings and Construction | UNEP - UN Environment Programme. https://www.unep.org/resources/report/global-status-report-buildings-and-construction
Zirnhelt, H. E., & Richman, R. C. (2015). The potential energy savings from residential passive solar design in Canada. Energy and Buildings, 103, 224-237. https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2015.06.051
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