Caracterización mediante ensayos y métodos numéricos del comportamiento térmico de cerramientos semitransparentes

Résumé

Esta Tesis se centra en el contexto energético actual. Hoy en día en Europa, hay que dar respuesta a dos cuestiones: Por una parte, el uso creciente de la energía y el aumento de las emisiones de CO2 representan un grave problema en los países de la UE. Por otra, la dependencia energética del suministro extranjero es actualmente del 50%. La Directiva 93/76/CEE ya apuntaba al sector de la edificación como factor clave. En efecto, el 40% del consumo de energía en la Unión Europea es debido al consumo en los edificios. Además se estima que el 25% del consumo de calefacción en viviendas en la OECD se debe a las pérdidas a través de ventanas. De ahí, se deduce su gran potencial para disminuir el consumo energético y las emisiones de CO2 y el interés de caracterizar su comportamiento y cuantificar su influencia en los edificios. Esta Tesis tiene como objetivo la caracterización térmica de los cerramientos semitransparentes por vía numérica y experimental y la construcción de un indicador energético de ventanas en edificios residenciales aplicado a la climatología del País Vasco. Se han establecido tres bloques en el desarrollo. En el primero se estudian diferentes parámetros que influyen en el factor U de la ventana utilizando métodos numéricos. Se analizan diferentes metodologías para su cálculo e influencia de distintos factores. Se hace una recapitulación de los distintos estudios sobre convección entre cavidades y se analiza el fenómeno en un vidrio doble y un vidrio doble con lamas integradas. En el segundo bloque se lleva a cabo el diseño y puesta a punto de un nuevo equipo de caja caliente guardada para la medida del factor U, incluyendo caja de medida, cámaras climáticas, sistemas de medida, sistema de adquisición de datos y programa de control y cálculo. Se realiza un ensayo y se compara el resultado con el obtenido de forma numérica. En el último bloque se estudia la influencia de la ventana en el consumo, definiendo el tipo de ventana más adecuada desde el punto de vista energético, ecológico y económico para las dos zonas climáticas del País Vasco. Se comparan diferentes métodos de estimación de energía en edificios y se aplican utilizando diferentes climatologías, tipos de ventanas y porcentajes de huecos. Por último, se construye un indicador energético de cerramientos semitransparentes en edificios residenciales para las zonas climáticas estudiadas, C1 y D1 del CTE, que proporciona una idea aproximada de los ahorros/pérdidas asociadas a ventanas y permite realizar una comparación entre ellas. Finalmente, se establece una clasificación de E a A, según los consumos energéticos.