El comportamiento energético de una fachada ventilada de juntas abiertas

Resum

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