Optimización del diseño de un edificio público con estrategias de climatización pasiva en la localidad de Mar Chiquita, Argentina

Abstract

El sector edilicio global enfrenta un aumento en el consumo energético y la emisión de gases de efecto invernadero. En Argentina, la matriz energética está basada en fuentes no renovables, y el sector comercial y público destina cerca del 50% de la energía a calefacción y refrigeración. Este estudio se centra en el Centro de Interpretación de Mar Chiquita, un edificio diseñado bajo criterios de sustentabilidad, que utiliza el invernadero como estrategia de climatización pasiva. El objetivo es analizar el diseño del edificio y optimizarlo para lograr un menor uso energético para el acondicionamiento térmico. A través de simulaciones energéticas realizadas con EnergyPlus, se evaluaron diferentes diseños en relación con la proporción ventana-muro, las infiltraciones y el uso de postigos para optimizar el confort térmico y el consumo energético. Los resultados mostraron que una proporción excesiva de carpinterías contribuye al sobrecalentamiento, mientras que reducir la infiltración mejora el confort térmico en invierno. La implementación de postigos durante el día elimina la necesidad de refrigeración mecánica en verano y su uso nocturno en invierno disminuye la necesidad de calefacción. En conclusión, se destaca la importancia de las estrategias de diseño solar pasivo en climas templados, fríos, húmedos y la necesidad de investigar más sobre la proporción ventana-muro en edificios sin invernaderos, así como evaluar las infiltraciones reales tras la construcción.The global building sector faces an increase in energy consumption and greenhouse gas emissions. In Argentina, the energy matrix is based on non-renewable sources, and the commercial and public sectors allocate nearly 50% of their energy to heating and cooling. This study focuses on the Mar Chiquita Interpretation Center, a building designed under sustainability criteria that uses a sunspace as a passive climate control strategy. The objective is to analyze the building's design and optimize it to achieve lower energy use for thermal conditioning. Through energy simulations conducted with EnergyPlus, different designs were evaluated concerning the window-to-wall ratio, infiltration, and the use of shutters to optimize thermal comfort and energy consumption. The results showed that an excessive proportion of windows contributes to overheating, while reducing infiltration improves thermal comfort in winter. The implementation of shutters during the day eliminates the need for mechanical cooling in summer, while their nighttime use in winter decreases the need for heating. In conclusion, the importance of passive solar design strategies in temperate cold and humid climates is highlighted, along with the need for further research on the window-to-wall ratio in buildings without sunspaces and to evaluate actual infiltrations after construction.O setor da construção global enfrenta um aumento no consumo de energia e nas emissões de gases com efeito de estufa. Na Argentina, a matriz energética é baseada em fontes não renováveis, e o setor comercial e público destina cerca de 50% da energia para aquecimento e refrigeração. Este estudo centra-se no Centro de Interpretação Mar Chiquita, um edifício concebido sob critérios de sustentabilidade, que utiliza um espaço solar anexado como estratégia de climatização passiva. O objetivo é analisar o projeto do edifício e otimizá-lo para obter menor consumo de energia para condicionamento térmico. Através de simulações energéticas realizadas com EnergyPlus, foram avaliados diferentes projetos em relação à relação janelaparede, infiltração e utilização de venezianas para otimizar o conforto térmico e o consumo de energia. Os resultados mostraram que uma proporção excessiva de carpintaria contribui para o superaquecimento, enquanto a redução da infiltração melhora o conforto térmico no inverno. A implementação de venezianas durante o dia elimina a necessidade de resfriamento mecânico no verão, e usá-las à noite no inverno reduz a necessidade de aquecimento. Em conclusão, destaca-se a importância das estratégias de projeto solar passivo em climas temperados frios e úmidos e a necessidade de investigar mais sobre a relação janelaparede em edifícios sem espaços solares anexados, bem como avaliar as infiltrações reais após a construção.