Reduction of the energy consumption of buildings by acting in the building envelope: materials and passive construction systems

Abstract

Les emissions de gasos d’efecte hivernacle i el consum energètic dels edificis han incrementat de forma constant durant els últims quaranta anys, representant al 2010 el 25% de les emissions totals i el 32% del consum energètic a nivell global. Les institucions internacionals preveuen que aquestes emissions poden duplicar-se o inclús triplicar-se al 2050. Un dels objectius d’aquesta tesi és estudiar el consum energètic dels edificis a Europa durant els últims vint anys i demostrar la necessitat de reduir el consum energètic dels edificis per mitigar el canvi climàtic. L'Agència Internacional de l’Energia recomana millorar l’envolvent de l’edifici amb materials i sistemes constructius apropiats com a principal acció per reduir el seu consum energètic. Per aquest motiu, aquesta tesi està enfocada principalment en millorar les propietats tèrmiques dels materials que formen l’envolvent mitjançant l’ús de materials de canvi de fase per l’emmagatzematge d’energia tèrmica en sistemes passius i/o materials sostenibles.

constantemente durante las últimas cuatro décadas, representando en 2010 el 25% de las emisiones totales y el 32% del consumo energético a nivel global. Las instituciones internacionales prevén que pueden duplicarse e incluso triplicarse en 2050. Un objetivo de esta tesis es estudiar el consumo energético de los edificios residenciales europeaos en las últimas dos décadas y demostrar la necesidad de reducir el consumo energético de los edificios para mitigar el cambio climático. La Agencia Internacional de la Energía recomienda mejorar la envolvente del edificio con materiales y sistemas constructivos apropiados como principal acción para reducir su consumo energético. Por este motivo, esta tesis está enfocada en mejorar las propiedades térmicas de los materiales que conforman la envolvente incorporando materiales de cambio de fase para el almacenamiento térmico de energía en sistemas pasivos y/o materiales sostenibles.

Greenhouse gases emissions and energy consumption in buildings were constantly increasing the last 4 decades, representing 25% of total emissions and 32% of global final energy consumption in 2010. These emissions are expected to double or even triple by 2050 according to international institutions projections. Therefore, the reduction of greenhouse gases emissions and energy consumption becomes a necessity to encompass pollution and climate change mitigation. One of the objectives of this PhD thesis is to analyse the trends of the energy consumption of European residential buildings. The main action recommended by the International Energy Agency to reduce significantly the energy consumption in buildings is to improve their envelopes with appropriate materials and construction systems. For this reason, this PhD thesis is focused on materials with thermal properties improved using phase change materials (PCM) for latent thermal energy storage in passive systems and/or sustainable materials to be placed in building envelopes.