Modelado del comportamiento energético de elementos constructivos de edificios en contacto con el terreno

Resumen

El consumo de energía en el mundo ha experimentado un importante crecimiento en las últimas décadas, un 69% desde 1984 hasta 2010 y la previsión de crecimiento es de un 71% en 2030 según la Agencia Internacional de la Energía (IEA Key World Statics, 2012). Dentro del consumo energético mundial tiene una gran importancia la energía consumida en el sector de la edificación (residencial y servicios), en Europa dicho consumo se sitúa en el 40% de la energía total anual (IEA Key World Statics, 2012). Un término importante en el consumo energético de los edificios es la transferencia de calor acoplada con el terreno, pudiendo suponer hasta el 45% del total en casos extremos (Neymark, 2008). Debido a la complejidad de este fenómeno muchos son los modelos y métodos que tratan de calcular y caracterizar dicha transferencia. Las normativas existentes a nivel europeo, y sus transposiciones a nivel nacional, establecen requisitos exigentes a los procedimientos y modelos térmicos utilizados en las herramientas informáticas. En la presente tesis doctoral se desarrolla un modelo simplificado de acoplamiento térmico edificio-terreno. Dicho modelo se basa en la superposición de tres flujos independientes unidimensionales. Así mismo se desarrolla un método basado en una modificación de las funciones de transferencia en conducción de calor para el cálculo de dichos flujos independientes. Además se detalla la metodología para el modelado de las condiciones de contorno y de la condición inicial que afectan al problema de la transferencia acoplada con el terreno. El modelo simplificado desarrollado se valida numéricamente, a partir del método de elementos finitos (MEF), y mediante el BESTEST de la Agencia Internacional de la Energía del año 2008.