Ahorro Energético Mediante el Uso de Elementos de Doble Envolvente Transparente-Opaco.

Esta tesis trata sobre los aspectos energeticos de los muros solares, Trombe, parietodinamicos y algunos tipos de fachadas ventiladas. Los tipos de fachadas ventiladas para las cuales son validos los desarrollos realizados aqui, son aquellas que no tienen infiltraciones importantes entre la entrada de aire en la parte inferior y la salida de este en la parte superior, y que ademas tienen inercia termica despreciable en la hoja exterior. Se desarrollo un modelo para el calculo de los anteriores elementos con un paso de tiempo corto que tiene en cuenta la inercia termica de la hoja interior. El modelo desarrollado permite que se estipule un caudal o velocidad de aire conocida, o que se calcule si el fenomeno de movimiento de aire es promovido por conveccion natural. La validacion del modelo fue realizada por medio de la comparacion de resultados obtenidos por otros autores, algunos de los cuales corresponden a datos obtenidos experimentalmente y otros a datos obtenidos por simulacion numerica. A partir del modelo de la norma ISO 13790 y con los resultados del modelo de simulacion de paso de tiempo corto, se desarrollo un modelo simplificado para las condiciones climaticas de Espana, que es apto para calculos mensuales aproximados. Con el desarrollo de este modelo simplificado se consiguieron dos objetivos: el primero, ofrecer una herramienta para la estimacion de los aportes energeticos de los elementos especiales antes mencionados y el segundo, obtener unos parametros caracteristicos de los elementos especiales con sentido fisico. Este metodo simplificado incluye la definicion de unos factores correctores para tener en cuenta la inercia termica de un muro Trombe. La caracterizacion de la inercia termica se hace mediante dos parametros: una capacidad termica concentrada, analoga a la capacitancia en un sistema electrico, y una resistencia termica que indica el nivel de aislamiento de la capacidad termica. Con los dos modelos anteriores se realizo un analisis de sensibilidad de los elementos especiales tratados en la tesis. Este trabajo permitio establecer la influencia de cada uno los parametros en su desempeno energetico. Se encontro que en algunos casos dicha influencia es dependiente del clima, es decir, que para algunas condiciones climaticas la variacion en un sentido de un parametro dado, puede por ejemplo mejorar el desempeno energetico del elemento, pero para otras condiciones climaticas podria reducirlo. La implicacion de la anterior observacion es que no existe un diseno optimo que sea aplicable a todos los climas, de hecho un buen diseno para una localidad puede ser malo en otra, por tanto el diseno de estos elementos debe ser diferente en cada localidad. Por otra parte, se realizo un estudio del potencial de ahorro de energia de los muros solares y Trombe en los climas espanoles para la estacion de calefaccion. Para ello se utilizaron disenos adecuados para el clima de cada localidad. En este punto el clima se caracterizo utilizando el concepto de "severidad climatica de invierno", que puede ser aplicado en localidades diferentes a las espanolas, por tanto, los disenos definidos en esta tarea, asi como los potenciales encontrados, pueden tener validez en lugares ubicados fuera de Espana, pero que tengan una severidad climatica ubicada dentro del rango estudiado. En la parte final de la tesis se presenta un modelo de principio de equivalencia, que consiste en definir un elemento convencional (muro y/o ventana) modificado de tal manera que se comporte de manera similar al elemento especial propuesto. El objetivo de la equivalencia es el de hacer posible la integracion de los elementos especiales en los programas de calculo energetico de edificios, ya que al ser equivalentes a un muro o una ventana, sera posible simular el elemento especial como uno convencional. La definicion del principio de equivalencia pretende ser valida para cualquier tipo de elemento especial, es decir, no esta limitado a los elementos tratados en esta tesis, sin embargo, solo se ha desarrollado la equivalencia para los elementos tratados aqui.