Importance of taking into account the thermal mass in simulations for a non-air-conditioned house



Título del documento: Importance of taking into account the thermal mass in simulations for a non-air-conditioned house
Revista: Ingeniería. investigación y tecnología
Base de datos: PERIÓDICA
Número de sistema: 000452452
ISSN: 1405-7743
Autores: 1
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Instituciones: 1Universidad Nacional Autónoma de México, Instituto de Energías Renovables, Temixco, Morelos. México
Año:
Periodo: Jul-Sep
Volumen: 23
Número: 3
País: México
Idioma: Inglés
Tipo de documento: Artículo
Enfoque: Aplicado, descriptivo
Resumen en español Los programas de simulación térmica de edificios (BTS) se utilizan cada vez más para evaluar el confort térmico de los ocupantes y el consumo de energía del edificio. Aunque algunos autores han señalado que no tener en cuenta la masa térmica de los componentes del edificio da como resultado predicciones de comportamiento erróneas, algunos usuarios de BTS, estándares y sistemas de clasificación de edificios aún no consideran la masa térmica. La cuantificación de la diferencia en las predicciones cuando se considera la masa térmica (M) o se ignora (NM) se ha reportado en la literatura para edificios con aire acondicionado (AC). En este trabajo se realiza la cuantificación para un edificio sin aire acondicionado (nAC). La cuantificación de la diferencia también se realiza para el mismo edificio con AC. Las simulaciones se realizaron utilizando EnergyPlus y considerando cuatro casos de estudio según los sistemas constructivos de muros y techos. El edificio es una casa ubicada en Monterrey, ciudad mexicana con un verano caluroso y un invierno suave. Para la casa nAC las diferencias en los promedios mensuales de las temperaturas máximas diarias y mínimas diarias entre las simulaciones M y las NM son de hasta 8.3°C y 6.4°C, respectivamente, y las diferencias para los grados hora de disconfort frío y calor son de hasta 124 %. Para la casa con AC, las diferencias entre las simulaciones M y NM en las cargas térmicas de refrigeración y calefacción son de hasta 30 %. La diferencia en la demanda de potencia máxima de aire acondicionado es de hasta 38 %, y la diferencia en el tiempo en que ocurre este pico es de hasta 4 horas. Estos resultados muestran que las diferencias entre las simulaciones son mayores para la casa nAC que para la casa AC
Resumen en inglés Building thermal simulation (BTS) programs are being increasingly used to evaluate the occupants’ thermal comfort and the building’s energy consumption. Although some authors have pointed out that not taking into account the thermal mass of the building’s components results in erroneous performance predictions, some BTS program users, standards and building rating systems still do not consider the thermal mass. The quantification of the difference in the simulations’ predictions of the performance of a building when its thermal mass is either considered (M) or ignored (NM) have been reported in the literature for air-conditioned buildings (AC). In this work, and for the first time, the quantification is made for a non-air-conditioned (nAC) building. The quantification of the difference between M and NM simulations’ results is also made for the same building but with AC. Simulations were carried out using EnergyPlus and considering four study cases according to the constructive systems of walls and roofs. The building is a house located in Monterrey, a Mexican city with a hot summer and a mild winter. For the nAC house the differences in monthly averages for the daily maximum and for the daily minimum temperatures between M and NM simulations are up to 8.3oC and 6.4oC respectively, and differences for the cold and hot discomfort degree hours are up to 124 %. For the AC house the differences between M and NM simulations on the cooling and heating thermal loads are up to 30 %. The difference in the air conditioning peak power demand is up to 38 %, and the difference in the time this peak occurs is up to 4 hours. These results show that differences between simulations are larger for the nAC house than they are for the AC house
Disciplinas: Ingeniería
Palabras clave: Ingeniería civil,
Diseño de edificios,
Transferencia de calor,
Masa térmica,
Simulación térmica
Keyword: Civil engineering,
Building design,
Heat transfer,
Thermal mass,
Thermal simulation
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