El comportamiento energético de una fachada ventilada de juntas abiertas

Resumen

En este trabajo se muestra un estudio del comportamiento térmico y
dinámico de una fachada ventilada de juntas abiertas. Más concretamente, se
han realizado medidas experimentales y simulaciones numéricas orientadas a
la investigación del funcionamiento de una fachada ventilada de juntas
abiertas expuesta a la radiación solar en periodo de verano y de invierno.
En el estudio experimental, primeramente, se han obtenido las
características globales de funcionamiento de una fachada ventilada de juntas
abierta situada en un edificio en la ciudad de Almería. Después, mediante la
utilización de sensores de temperatura se han obtenido las distribuciones de
las temperaturas en la cara interior del revestimiento exterior (plaquetas
cerámicas), en el canal de aire y en la pared interior del cerramiento. Se ha
estudiado la validez de los distintos resultados mediante un correspondiente
análisis.
Las simulaciones numéricas se han llevado a cabo utilizando un
programa basado en la solución de las ecuaciones de Navier-Stokes por
medio de un algoritmo de volúmenes finitos. La turbulencia se ha simulado
por medio de un modelo k-e estándar y como modelo de radiación se ha
utilizado un modelo de ordenadas discretas (DO) con el cual se han podido
reproducir los efectos de la radiación solar incidente sobre la fachada
mediante varios ángulos de incidencia; a esa se ha restado el
correspondiente porcentaje debido a la reflectividad del material de las placas
(entre 40-60%). Además, se ha tenido en cuenta el efecto de la radiación
reflejada desde el suelo, incluida la radiación incidente en el nivel del suelo.
Se han realizado simulaciones bidimensionales estacionarias y además se ha
generado un modelo tridimensional.
La comparación de los resultados indica una gran aproximación de las
simulaciones numéricas a la definición de los distintos fenómenos globales
del funcionamiento de una fachada ventilada de juntas abiertas. En concreto,
el modelo tridimensional muestra resultados muy próximos a los
experimentos.
El modelo bidimensional también aproxima satisfactoriamente dichas
curvas a pesar de sus inherentes limitaciones.
Se han obtenido las distribuciones de temperaturas en revestimiento
exterior, cámara de aire y pared interior tanto numérica como
experimentalmente. Los modelos numéricos reflejan correctamente los
fenómenos y tendencias observados, aunque no se adaptan a los valores
cuantitativos medidos experimentalmente.
A partir de los trabajos numérico y experimental realizados se ha
llegado a una comprensión más clara sobre cómo es el funcionamiento de
una fachada ventilada de juntas abiertas, así como implementar técnicas de
simulaciones para la caracterización de este tipo de cerramiento.
También se ha llegado a conclusiones interesantes sobre el efecto que tiene
la separación del suelo y la influencia de la radiación sobre el tipo de material
del revestimiento.
Finalmente, se plantean posibles ampliaciones del trabajo abordables
según se vaya aumentando la potencia de cálculo, así como el desarrollo de
nuevas metodologías de medida. Se prevé que en un futuro próximo las
modelizaciones numéricas hayan llegado a un grado de madurez tal que se
conviertan en una herramienta imprescindible tanto para el diseño como para
el análisis del comportamiento bioclimatico de una fachada ventilada de
juntas abiertas