Fachadas ventiladas : hacia un diseño eficiente en Brasil

Abstract

The ventilated facade is a multi-layer element that has been used in Europe for several decades. It has high degree of industrialization and specialization of elements. This "skin" of the building has evolved considerably since its inception in the UK, where the targets only prevented the passage of water inland, avoiding moisture. Over the years it has changed to thin layers with different performances and attractive exterior finishes. It has also won the energy saving function in modern times, mainly in the sunny Mediterranean countries, where it appears to have a favorable thermal behavior, according to several studies (Naboni, 2007, Irulegui, 2010; Giancola, 2010; Aparicio Fernández, 2010 ; Suarez, 2012, at Peci Lopez, 2012) A bit far from this reality, Brazil begins to take its first steps towards industrialization of the facades. The ventilated facade is still not a reality but it is beginning to gain space. The proposal of this thesis is to insert the bioclimatic vision in applying the ventilated facade in Brazil, a very sunny country in which this enclosure has, according to studies, potential energy savings. The aim of this thesis is to provide information for decision-making in the project. The study was conducted using simulations in Trnsys 17 © (Klein, 2006) program validated for simulating ventilated facades by Professor Carolina Aparicio Fernandez of the Polytechnic University of Valencia. From this validation, the simulations have been performed for 8 bioclimatic zones of Brazil (ABNT, 2005). Some variables of the facade were tested for the Brazilian climate: absorptivity and emissivity (relative to solar radiation), air movement (relative to width of the air chamber, incoming and outgoing air, the presence of open joints) transmittance of the inner sheet (relative to thermal insulation) and exterior sheet. At the end an important design factor of the facade was tested: the percentage of glazing. The study objective is to help the designer who wants to use a ventilated facade as a passive element or energy saving in construction. Using various simulations it has been possible to verify the limits and potential of the ventilated facade in tropical and subtropical climates.

La fachada ventilada es un elemento de cerramiento exterior multicapa que es utilizado en Europa desde hace algunas décadas . A lo largo de los años este cerramiento ha llegado a finas capas con diferentes prestaciones y acabados exteriores versátiles y atractivas. Ha ganado también la función de ahorro energético en los tiempos actuales, principalmente en los países soleados del Mediterráneo, dónde parece que tiene un comportamiento térmico favorable, según demuestran varios estudios . Un poco lejos de esta realidad, Brasil comienza a dar sus primeros pasos hacia la industrialización de las fachadas. La fachada ventilada aún no es una realidad, pero ya empieza a ser utilizada en algunos edificios. Por otro lado no hay estudios sobre su comportamiento en esta nueva realidad climática. La propuesta de esta tesis es inserir la visión bioclimática en la aplicación de la fachada ventilada en Brasil, un país muy soleado en lo cual este cerramiento tiene, según los estudios europeos, potencial de ahorro energético. A partir de un estudio profundizado del tema se pretende desarrollar una guía de diseño de fachadas ventiladas, para las 8 zonas bioclimáticas de Brasil, con el objetivo de sacar el máximo provecho del potencial de ahorro energético y confort térmico interior de este tipo de cerramiento. La guía es un instrumento esclarecedor, una vez que relaciona diversas variables: materiales, absortividad, emisividad, movimiento del aire, anchuras entre otros. Empieza con un abordaje teórico sobre la transmisión de calor en las fachadas ventiladas . Se llevan a cabo también estudios teórico-prácticos a partir de tres miradas distintas. El objetivo es correlacionar conocimientos teóricos y prácticas usuales en España . Estudios sobre el clima brasileño, las normativas del país terminan el estudio teórico que envuelve el tema. La parte práctica de la tesis se realiza a través de simulaciones energéticas en el software Tmsys© 17. Este método de trabajo ha sido elegido porque hay muy pocos edificios construidos en Brasil con esta tecnología,así hacer mediciones en edificios construidos no era una opción viable para este trabajo. Dentro del TRNSYS© se utiliza de una herramienta para cálculo en CFD (Computational Fluid Dynamics) llamada TRNFLOV\© para analizar los parámetros del flujo de aire a través de la cámara ventilada. Un modelo de simulación de un edificio real, situado en la Universidad Politécnica de Valencia, ha sido creado y validado por mediciones por la profesora doctora Carolina Aparicio Fernández (UPV). Esta tesis se utiliza de este modelo para procesar las simulaciones en ambiente brasileño.El objetvo de esta metodología de trabajo es salir de un modelo fiable y simular la realidad de climas tropicales y subtropicales, añadiendo así más conocimiento al tema. Las simulaciones son realizadas para las 8 zonas climáticas brasileñas (NBR 15220). En las simulaciones son probados materiales de la hoja interior y exterior, diferentes coeficientes de absorción solar,diferentes tipos de ventilación, diferentes tamaños de la cámara de aire, diferentes tamaños de las entradas y salidas de aire, cámara de aire sin ventilación y diferentes emisividades, con el fin de descubrir la mejor forma de utilizar la fachada ventilada en Brasil. En conclusión, la fachada ventilada puede ser utilizada en Brasil, pero de manera distinta al que se utiliza en Europa. En primer lugar en las zonas más frías se utilizaría la fachada ventilada por su poder drenante y de aislamiento térmico, las capas en estos climas tienen poca influencia. En las zonas cálidas, por otro lado, el papel de todas las capas es de fundamental importancia:color claro, hoja exterior e interior con masa térmica y sin aislar, posibilidades de ventilar abundantes con generosas entradas y salidas de aire, el ancho de la cámara lo mayor posible y el acabado de las hojas interior y exterior debe ser muy liso para permitir que la rugosidad no perjudique el paso del aire.