Optimización económica bivariada del diseño higrotérmico de edificios con restricciones de confiabilidad

Abstract

Este trabajo presenta una nueva metodología de optimización del diseño higrotérmico por confiabilidad. La misma realiza la optimización bivariada del espesor de la aislación térmica de las envolventes, y la masa de acumulación en muros exteriores de un proyecto de una vivienda en San Juan durante su vida útil, incorporando restricciones de confiabilidad del desempeño térmico de la edificación expresadas en términos de valores máximos admisibles para la probabilidad de ocurrencia de eventos de disconfort. Su implementación se lleva a cabo simulando 300 años el comportamiento higrotérmico de 100 combinaciones de diseños bajo la incertidumbre que introducen las fluctuaciones aleatorias del clima exterior. De esta manera es posible cuantificar las condiciones higrotérmicas y consumos energéticos esperados de cada local del edificio. Los costos de materiales, mano de obra y energía corresponden a enero de 2011. Se calculan los sobrecostos anualizados de inversión que se adicionan al costo anual esperado de calefacción y refrigeración. A su vez se realizan análisis de sensibilidad al aumento en los costos energéticos de climatización, mayor exigencia en el confort y a la tasa de descuento. Se detallan alcances y limitaciones de la investigación.

This work presents a new methodology for hygrothermal design optimization by reliability. It performs the bivariate optimization of the thickness insulation in the envelopes, and the mass accumulation in exterior walls of a housing project located in San Juan city along his lifetime, incorporating reliability constraints of building’s thermal performance expressed in terms of maximum allowable values for the occurrence probability of discomfort events. Its implementation is carried out by simulating the hygrothermal behavior of 100 combinations designs under the uncertainty introduced by the random fluctuations of the external environment. This allows quantifying the hygrothermal conditions and expected energy consumption of each room of the building. The costs of materials, labor and energy are from January 2011. It is calculated the annualized investment cost overruns, which are added to the heating and cooling expected annual cost. Further are performed sensitivity analyzes to increasing of HVAC energy costs, comfort level, and discount rate. Detailed scopes and limitations of the research are described.