La influencia del usuario en el comportamiento térmico de una vivienda con ventilación natural nocturna

Abstract

Existe una brecha entre el desempeño térmico previsto mediante simulaciones y el comportamiento real de los edificios una vez en uso. Dichas diferencias se incrementan si el diseño integra estrategias pasivas que requieran un usuario activo. El presente estudio propone una aproximación a la cuantificación de la influencia del usuario en el comportamiento térmico en viviendas. Para ello se determinaron cinco perfiles de usuario: uno pasivo, tres intermedios y uno activo. Se trabajó con un caso de estudio en verano: una vivienda urbana en la ciudad de Mendoza, Argentina (32º 40´ LS; 68º 51´ LO y 750 msnm). Se eligió la estrategia de ventilación natural nocturna por requerir de un usuario activo para su buen rendimiento y ser apropiada para climas templados continentales. Se efectuó un monitoreo higrotérmico durante el mes de enero de 2017, en el que se realizó la gestión de la envolvente por los usuarios activo y pasivo. Se llevó a cabo un registro pormenorizado de las acciones de cada tipo de usuario. Los datos obtenidos permitieron ajustar el modelo de simulación elaborado por medio del software Energy plus, y definir 3 perfiles de usuario intermedios simulados en el mismo periodo. Se obtuvieron mediante análisis estadístico los porcentajes de temperaturas dentro del rango de confort para cada perfil de usuario. Los resultados demuestran que un correcto aprovechamiento de la ventilación natural nocturna en verano (usuario activo) mejora notablemente las condiciones de confort interior. Resultando el 82% de las temperaturas dentro del rango de confort sin la utilización de energía auxiliar para refrigeración. Los tres perfiles de usuarios intermedios mostraron temperaturas de confort en un 73%, 55% y 63% respectivamente. En el mismo periodo los datos de monitoreo del usuario pasivo muestran un sobrecalentamiento del aire interior, obteniendo solo un 43% de las temperaturas dentro del rango de confort térmico.

There is a gap between expected thermal performance simulation and real building behavior once they are in use. This gap increases if the design integrates passive strategies that require an active user. This work proposes an approximation to the quantification of occupants influence on the thermal performance of dwellings. Five user profiles were determined: one passive, three intermediate and one active. As a case study, an urban dwelling in the city of Mendoza, Argentina (32º 40´ S; 68º 51´ W y 750 masl), was on site monitoring in summer. Nocturnal natural ventilation strategy was chosen because it required an active user for its good performance and to be appropriate for continental temperate climates. In situ measurements were taken as well as an accurate record of each user action during the management of the envelope by users passive and active, in January 2017. The data obtained allowed the adjustment of a computer simulation performed using Energy Plus and to define 3 simulated intermediate user profiles in the same period. Percentages of temperatures within the comfort range for each user profile were obtained by statistical analysis. The results show that a proper use of natural nocturnal ventilation in summer (active user) significantly improves indoor comfort conditions. Resulting 82% of the temperatures within the comfort range without the use of auxiliary energy for cooling. The three profiles of intermediate users showed comfort temperatures by 73%, 55%, and 63% respectively. In the same period, the monitoring data of the passive user shows an overheating of the indoor air, obtaining only 43% of the temperatures within the thermal comfort range.