Resumen de Desarrollo de un modelo energético de edificio basado en algoritmos de confort adaptativo bajo el cambio climático: Adaptive-Comfort-Control-Implemented-Model (ACCIM)
- español
Actualmente, el conocimiento del consumo energético en edificios de viviendas nuevos y existentes es fundamental para el control y la propuesta de medidas de ahorro energético. La mayoría de las predicciones de consumo energético en edificación se basan en valores fijos en referencia al ambiente térmico interior y en hipótesis preestablecidas de operación que se alejan del uso dinámico de la edificación y de las exigencias de los usuarios. El caso de España es un claro ejemplo de esto. Por lo tanto, en esta tesis doctoral se propone la utilización de un modelo de confort térmico adaptativo como método de predicción de consumo energético en el ambiente térmico mediante un modelo de simulación energética: el Adaptive-Comfort-Control- Implemented Model (ACCIM). Previa validación de los algoritmos actuales de confort térmico adaptativo mediante encuestas de confort térmico y monitorización de un edificio representativo de uso residencial y otro de oficinas, se caracterizan los algoritmos operacionales de confort adaptativo en zonas climáticas de España representativas de clima intermedio (D3), verano (B4) e invierno (E1) severos, y en los escenarios climáticos de 2050 y 2080; y posteriormente se desarrolla un modelo de simulación dinámica de demanda y consumo adaptativo. Las fases previamente descritas permiten abordar los siguientes análisis, consistentes en la identificación del potencial e influencia de los parámetros de demanda y consumo adaptativos: en primer lugar, (i) se estudia la influencia del nivel de expectativa del ocupante sobre el ambiente térmico, considerando como variable de simulación las distintas Categorías de expectativa térmica de la norma; en segundo lugar, (ii) se estudia la influencia del modelo de confort térmico usado cuando el modelo adaptativo no es de aplicación, dando lugar a 3 variantes de modelo híbrido; en tercer lugar, (iii) se estudia el potencial e influencia del uso del modo mixto, y, por último, (iv) se estudia la influencia de los escenarios Representative Concentration Pathways (RCP). Como resultado de esta tesis, se obtiene una visión global acerca de la influencia del uso del ACCIM sobre el consumo energético. Esto tendría aplicación en el diseño de edificios resilientes al cambio climático, y podría permitir la reducción en el consumo energético sin merma de los niveles de confort térmico con inversiones mucho menores a las de las medidas de ahorro energético convencionales, consistentes en la renovación de la envolvente del edificio, o en la sustitución de los sistemas de climatización por otros de mejor rendimiento.
- English
Currently, the knowledge of energy consumption in new and existing residential buildings is essential for the control and proposal of energy conservation measures. Most of the predictions of energy consumption in buildings are based on fixed values in reference to the indoor termal environment and on standard operating hypotheses that move away from the dynamic use of the building and the demands of the users. The case of Spain is a clear example of this. Therefore, this doctoral thesis proposes the use of an adaptive thermal comfort model as a method of predicting energy consumption in the indoor thermal environment with a simulation model: the Adaptive-Comfort-Control-Implemented Model (ACCIM). After validation of the current adaptive thermal comfort algorithms by means of thermal comfort surveys and monitoring of a representative building for residential and office use, the operational algorithms of adaptive comfort are determined in climatic zones of Spain representative of intermediate climate (D3), severe summer (B4) and winter (E1), and in the climatic scenarios of 2050 and 2080; and subsequently a dynamic simulation model of adaptive demand and consumption is developed. The stages previously defined allow to address the following analyses consisting on the identification of the potential and influence of adaptive demand and consumption parameters: firstly, (i) the influence of the expectation level of the occupant on the thermal environment is studied, considering as a simulation variable the different categories of thermal expectation; (ii) secondly, the influence of the thermal comfort model used when the adaptive model is not applicable is studied, giving rise to 3 variants of the hybrid model; (iii) thirdly, the potential and influence of the use of mixed mode is studied, and lastly, (iv) the influence of Representative Concentration Pathways (RCP) scenarios is studied. As a result of this thesis, a global vision is obtained about the influence of the use of ACCIM on energy consumption. This would have application in the design of buildings resilient to climate change and could allow the reduction in energy consumption without reducing thermal confort levels with investments much lower than those of conventional energy saving measures.
