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Assessment of higrothermal comfort risk in buildings
No full textEl diseño y la construcción de los edificios determinan junto con el clima las condiciones higrotérmicas interiores y el consumo energético durante la vida útil. Este artículo presenta una nueva metodología probabilística que permite cuantificar el riesgo de disconfort higrotérmico de cualquier edificación. Mediante simulación estocástica es posible establecer la frecuencia y duración esperada de eventos de disconfort en cada local del edificio y el consumo esperado de energía para su climatización. Se sintetizan aquí los conceptos fundamentales, los índices de confiabilidad y riesgo y los modelos numéricos desarrollados. Para ilustrar las implicancias de la evaluacion de riesgo de disconfort en el proceso de diseño, se ha determinado el riesgo higrotérmico que presenta de una vivienda convencional climatizada y así como su variante bioclimática.Along with the outdoor climate, the design and construction of buildings determine the indoors conditions and the energy consumption through their lifespan. This paper presents a novel methodology for quantifying the higrothermal comfort risk of any building design. By means of stochastic simulations, the expected frequency and duration of discomfort events in each room of building and the expected energy consumption associated to heating and cooling can be determined. Fundamental concepts, reliability indexes and numerical models are presented. In order to illustrates the proposed approach in the design process, the comfort risk of a residential house conventinally climatized and a bioclimatic variant is assessed.Fil: Sulaiman, Halimi Cristina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - San Juan; Argentina. Universidad Nacional de San Juan. Facultad de Arquitectura, Urbanismo y Diseño. Instituto Regional de Planeamiento y Hábitat; ArgentinaFil: Olsina, Fernando Gabriel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - San Juan; Argentina. Universidad Nacional de San Juan. Facultad de Ingeniería. Instituto de Energía Eléctrica; Argentin
Comfort reliability evaluation of building designs by stochastic hygrothermal simulation
Get PDFOutdoor climate jointly with architectonic design, housing materials, and construction system determine thermal performance of buildings and their ability to deliver comfortable conditions to occupants. Buildings must provide comfortable indoor environment which should be reasonably assured regardless of outdoor weather fluctuations. This paper presents a methodology for quantitatively measuring the hygrothermal discomfort risk of any building design. By combining a numeric model of the building hygrothermal response with stochastic simulation techniques, occurrence probability, expected frequency and duration of discomfort events in each thermal zone can be estimated. The article presents fundamental notions on probabilistic hygrothermal risk assessment, describes the developed numerical simulation models and introduces comfort reliability indexes. In order to illustrate the practicability of the proposed approach in the context of the design process, the methodology was applied to a prototype of a residential house conventionally built and acclimatized. The materials and construction system reflect typical residential housing in the region of study. A bioclimatic variant of the same building design is also evaluated. Monte Carlo simulations of the building's thermal response under stochastic weather conditions allow identifying infrequent but critical situations in which the building is unable to meet comfort requirements. Statistical analysis of simulation results is performed and condensed in meaningful probabilistic indices for objectively measuring comfort reliability. By means of these metrics, shortcoming of the architectonic design can be revealed and properly amended. In addition, comfort reliability and risk indices facilitate the comparison of alternative thermal building designs on a fair basis. The proposed methodology and the developed models are general and they can be applied without constraints to any building design under a wide variety of climates.©2014 Published by Elsevier Ltd.Fil: Sulaiman, Halimi Cristina. Universidad Nacional de San Juan. Facultad de Arquitectura, Urbanismo y Diseño. Instituto Regional de Planeamiento y Habitat; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Olsina, Fernando Gabriel. Universidad Nacional de San Juan. Facultad de Ingeniería. Instituto de Energía Eléctrica; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentin
Assessment of higrothermal comfort risk in buildings
No full textEl diseño y la construcción de los edificios determinan junto con el clima las condiciones higrotérmicas interiores y el consumo energético durante la vida útil. Este artículo presenta una nueva metodología probabilística que permite cuantificar el riesgo de disconfort higrotérmico de cualquier edificación. Mediante simulación estocástica es posible establecer la frecuencia y duración esperada de eventos de disconfort en cada local del edificio y el consumo esperado de energía para su climatización. Se sintetizan aquí los conceptos fundamentales, los índices de confiabilidad y riesgo y los modelos numéricos desarrollados. Para ilustrar las implicancias de la evaluacion de riesgo de disconfort en el proceso de diseño, se ha determinado el riesgo higrotérmico que presenta de una vivienda convencional climatizada y así como su variante bioclimática.Along with the outdoor climate, the design and construction of buildings determine the indoors conditions and the energy consumption through their lifespan. This paper presents a novel methodology for quantifying the higrothermal comfort risk of any building design. By means of stochastic simulations, the expected frequency and duration of discomfort events in each room of building and the expected energy consumption associated to heating and cooling can be determined. Fundamental concepts, reliability indexes and numerical models are presented. In order to illustrates the proposed approach in the design process, the comfort risk of a residential house conventinally climatized and a bioclimatic variant is assessed.Fil: Sulaiman, Halimi Cristina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - San Juan; Argentina. Universidad Nacional de San Juan. Facultad de Arquitectura, Urbanismo y Diseño. Instituto Regional de Planeamiento y Hábitat; ArgentinaFil: Olsina, Fernando Gabriel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - San Juan; Argentina. Universidad Nacional de San Juan. Facultad de Ingeniería. Instituto de Energía Eléctrica; Argentin
Optimización económica basada en simulación de edificios: analisis de herramientas disponibles
Get PDFEs importante considerar la complejidad que implica el concepto de diseño ambientalmente conciente, su proceso y su optimización. Un estudio exhaustivo requiere de conocimientos que tienen un determinado tiempo de aprendizaje esencialmente, por la diversidad de aspectos intervinientes pertinentes a diferentes campos disciplinares (caracterización climática, condicionantes morfológico-espaciales, recursos energéticos, termodinámica, comportamiento y modelación higrotérmica de edificios, características de los materiales, microeconomía, simulación numérica, teorías y métodos de optimización, etc.). Para una correcta interpretación de los resultados se deben conocer y relacionar las numerosas variables que involucra el proceso (climáticas, de uso y función, las características térmicas de los materiales, los consumos energéticos y los costos implicados, etc.) y la interdependencia de las mismas para lograr el diseño arquitectónico óptimo para un contexto determinado. Este artículo presenta una revisión detallada de la aplicación de la optimización en arquitectura, las diferentes herramientas disponibles, ventajas, desventajas y reflexiones finales de las tendencias actuales y desafios. La tendencia actual considera fundamental la integración de la simulación con las rutinas de optimización del diseño arquitectónico.It is important to consider the complexity of the concept of environmentally conscious design, him process and optimization. A comprehensive study requires knowledge that has a certain learning time mainly because of the diversity of aspects involved relevant to different disciplinary fields (climate characterization, morphological and space constraints, energy resources, thermodynamics, and hygrothermal behavior modeling of buildings, materials characteristics, microeconomics, numerical simulation, optimization theories and methods, etc.). For a correct interpretation of the results should be known and to relate the many variables involved in the process (weather, use and function, the thermal characteristics of materials, energy consumption and costs involved, etc.) and the interdependence between them for optimum architectural design in a given context. This paper presents a detailed review of the application architecture optimization, the different tools available, advantages, disadvantages and final thoughts on current trends and challenges. The current trend considers it essential to integrate the simulation with optimization routines architectural design.Fil: Sulaiman, Halimi Cristina. Universidad Nacional de San Juan. Facultad de Arquitectura, Urbanismo y Diseño. Instituto Regional de Planeamiento y Hábitat; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Filippin, Maria Celina. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro Regional La Pampa-San Luis; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentin
Comparative Analysis through Energy Labeling of a Bioclimatic Social Housing Project with its Conventional Version in a Warm-Temperate Climate
No full textLos edificios son grandes consumidores de energía. Por lo tanto, para minimizar el consumo y lograr viviendas energéticamente eficientes es necesario aplicar estrategias bioclimáticas. El etiquetado de viviendas introduce la etiqueta de eficiencia energética como instrumento que brinda información a los usuarios sobre las prestaciones energéticas de una vivienda. Si bien aún no es obligatorio, constituye una herramienta que ayuda a tomar decisiones al momento de realizar una operación inmobiliaria. Córdoba no registra casos base para el etiquetado ya que adhirió al sistema nacional solo recientemente. Tampoco se han evaluado casos de viviendas sociales, de ahí la importancia de este trabajo. El objetivo es hacer un análisis comparativo mediante el aplicativo del etiquetado a una vivienda social bioclimática FADIPEV en Alta Gracia, en su versiones convencional y bioclimática. Como resultado del análisis en el caso base, el IPE (Índice de Prestaciones Energéticas) es de 157. Al incorporar mejoras constructivas, este valor disminuye a 83.Buildings are large energy consumers. Therefore, to minimize consumption and achieve energy efficient housing, bioclimatic strategies are needed. Housing labeling introduces the Energy Efficiency Label as a tool that provides information to users about their houses’ energy performance. While not yet mandatory, it is an additional decision-making tool when carrying out real estate operations. Cordoba has no base cases for labeling since it adhered to the national system only recently. Social housing cases have not been evaluated either, hence the importance of this work. The purpose of this study is to conduct a comparative analysis using the labeling application to a FADIPEV bioclimatic social housing in Alta Gracia –in its conventional and bioclimatic versions. As a result of the base case analysis, the EPI (Energy Performance Index) amounts to 157. By introducing construction improvements, this value decreases to 83.Fil: Sanchez Amono, Maria Paz. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Centro Experimental de la Vivienda Económica; ArgentinaFil: Sulaiman, Halimi Cristina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Centro Experimental de la Vivienda Económica; Argentin
Optimización del uso de la energía en edificios: desarrollo de interfaz para EnergyPlus
Get PDF"En el marco del proyecto final de la carrera de Ingeniería Mecánica, se propone el desarrollo de una interfaz de optimización del desempeño energético en edificios.
La herramienta diseñada combina el motor de simulación energética EnergyPlus con algoritmos de optimización heurísticos, para cumplir con uno o más objetivos al mismo tiempo, y cuenta con las variables de diseño y objetivos de optimización de mayor aplicación práctica en la actualidad.
Los algoritmos incorporados son de las familias SA, PSO y GA, y, dependiendo del método, las simulaciones se pueden efectuar secuencialmente o en paralelo. En el último caso, se pueden emplear los procesadores propios del ordenador del usuario o el clúster remoto JESS. La disponibilidad de varios métodos permite determinar por experiencia cuáles son los más eficientes para los distintos problemas de optimización.
La estructura modular del código desarrollado permite fácilmente sumar variables, objetivos o algoritmos en etapas de desarrollo futuro; incluso permite adaptarlo para la optimización de otros problemas no relacionados con el desempeño energético de los edificios."Proyecto final Ingeniería Mecánica (grado) - Instituto Tecnológico de Buenos Aires, Buenos Aires, 201
Going Beyond Counting First Authors in Author Co-citation Analysis
Get PDFThe present study examines one of the fundamental aspects of author co-citation analysis (ACA) - the way co-citation
counts are defined. Co-citation counting provides the data on which all subsequent statistical analyses and mappings
are based, and we compare ACA results based on two different types of co-citation counting - the traditional type that
only counts the first one among a cited work's authors on the one hand and a non-traditional type that takes into
account the first 5 authors of a cited work on the other hand. Results indicate that the picture produced through this non-traditional author co-citation counting contains more coherent author groups and is therefore considerably clearer. However, this picture represents fewer specialties in the research field being studied than that produced through the traditional first-author co-citation counting when the same number of top-ranked authors is selected and analyzed. Reasons for these effects are discussed
Energy Performance of Dwellings in a Temperate Climate Area of Argentina: An Architectural Proposal
Get PDFAim: The research aimed at carrying out a global comparative synthesis of the results of monitoring thermal energy behavior of single-family dwellings and apartments located in the city of Santa Rosa, La Pampa, Argentina; and describing an architectural proposal that considers use of resources (land, morphology, materials and energy), lifestyle of inhabitants (qualitative variables) and critical analysis of the historical problems of the housing deficit in Argentina. Methods: The work includes a typological analysis of clusters of dimensional, morphological and thermo-physical indicators, energy performance and inhabitant’s behavior. Regarding energy heating consumption, multifamily buildings consume 52% less energy than the average single-family dwellings. Results: An architectural proposal taken into account the use of resources and energy efficiency strategies to give an answer to the housing deficit of the area under study showed that the densification of housing provides significant energy and economic benefits, especially if one incorporates passive solar design principles. Apartment blocks (B) and single-family dwellings (H) show 114.3 and 47.6 dwelling/hectare, and as a result, 39.4 and 16.4 inhabitant/hectare. Conclusion: Heating energy saving of B in relation to H is around 32% and the envelope’s cost is reduced to 47%. Argentina’s energy scenario, the possibility of reviewing regulations and building codes, the region’s growth trend in housing construction, the process of building labelling, among others, require a thorough analysis of the information on characteristics of building stock and its energy performance.Fil: Sulaiman, Halimi Cristina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Centro Experimental de la Vivienda Económica; ArgentinaFil: Sipowicz, Eugenia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Centro Experimental de la Vivienda Económica; ArgentinaFil: Filippin, Maria Celina. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro Regional La Pampa-San Luis; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - San Luis; ArgentinaFil: Oga Martinez, Lautaro Martin. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Centro Experimental de la Vivienda Económica; Argentin
Dwelling’s energy saving through the experimental study and modeling of technological interventions in a cold temperate climate of Argentina
Get PDFThe present work analyzes the potential of technological and economically feasible interventions performed to decrease the energy consumption in the building sector of the city of Santa Rosa, La Pampa, Argentina (latitude 36° 27′ S and longitude 64° 27′ W). The overall aim of our study is to assess the thermal and energy behavior of a compact conventional construction dwelling in a cold temperate climate zone through in situ measurements, interviews with occupants, and modeling. The specific objectives are to analyze the results of experimental thermal energy monitoring in extreme weather seasons, to audit occupants’ use habits, to simulate and weigh the monitoring real data, to obtain the dwelling’s thermo-physical model, to study the interventions potential through low-energy design strategies (conservation and solar gain), and to carry out an economic analysis of the proposals. The results showed that an envelope with thermal insulation is feasible from the economic point of view when considering neighboring countries’ cost of natural gas (NG). In Argentina, the low value per m3 of NG entails recovering the investment aimed at improving the envelopes’ thermal energy behavior 64 years later, three times the envelopes’ thermal insulation life cycle.Fil: Sipowicz, Eugenia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Centro Experimental de la Vivienda Económica; ArgentinaFil: Sulaiman, Halimi Cristina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Centro Experimental de la Vivienda Económica; ArgentinaFil: Filippin, Maria Celina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Centro Experimental de la Vivienda Económica; ArgentinaFil: Pipa, Dante Agustin. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Centro Experimental de la Vivienda Económica; Argentin
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