Analysis of the influence of soil in the thermal performance of subterranean rooms in a ground-level building in São Paulo, Brazil, via EnergyPlus

Análisis de la influencia del suelo en el desempeño térmico de las habitaciones subterráneas en una edificación de una planta unifamiliar de São Paulo, Brasil, vía EnergyPlus

Entre los diversos factores que interfieren en el desempeño térmico de las edificaciones, la temperatura del suelo no siempre es considerada en las evaluaciones de desempeño térmico. Sin embargo, la temperatura del suelo es un factor que influye en el resultado final de los cambios de calor de los ambientes, principalmente en edificaciones térreas. De esta forma, se hace necesario evaluar dicha influencia debido a la interacción del suelo con la fundación y paredes de una edificación. Además, en función del carácter tridimensional y transitorio de los procesos de intercambio de calor envolviendo el suelo y las paredes subterráneas, el abordaje numérico se convierte en una herramienta importante en el análisis del desempeño térmico de las edificaciones. En este sentido, EnergyPlus figura como un software de simulación de carga térmica y desempeño energético de edificaciones y surge como una alternativa para la obtención de dichos resultados, sobre todo a través delpreprocesador Basement. Los resultados indican que, cuando el efecto del suelo es considerado en los análisis térmicos de edificación, la temperatura interna de las habitaciones subterráneas se eleva hasta un 8,9% en el verano, y se reduce hasta un 5,3% en el invierno. Estos resultados se han obtenido comparando la situación inicial, donde la influencia del suelo no era tomada en cuenta. Estos datos proporcionan indicaciones de la importancia de la consideración de la influencia del suelo en los análisis de desempeño térmico, donde se solicita una evaluación precisa.

INTRODUCCIÓN

A medida que han mejorado las técnicas constructivas de las plantas superiores de un edificio, la transferencia de calor a través de las estancias subterráneas se ha convertido en una fracción más significativa de la pérdida de calor y del consumo total de energía del edificio 1. Labs et al.2 han descubierto que la pérdida de calor en los muros de hormigón no aislados de los sótanos de los edificios de poca altura puede contribuir hasta el 60% de las pérdidas totales cuando la planta superior está bien aislada. Krarti (3 ha descubierto que el análisis de la transferencia de calor que implica al suelo tiene un efecto significativo en las evaluaciones del rendimiento térmico de los edificios residenciales y comerciales en el suelo, contribuyendo hasta el 30% del total de las cargas de calefacción y refrigeración del edificio. Choi y Krarti 4 también han comprobado que los edificios en los que se optimiza el aislamiento pueden representar una reducción de hasta el 35% de la pérdida total de calor en las estructuras subterráneas en comparación con las configuraciones de aislamiento uniforme.

Kharrufa 5 realizó una evaluación del rendimiento térmico en un edificio sin aislamiento térmico y con ventilación natural en Bagdad para evaluar el uso de las habitaciones subterráneas en verano.