Resumen de Study of a Thermally Enhanced Light Steel Framing Building Incorporating Phase Change Materials Towards Passive Thermal Comfort

Margarida Gonçalves, António Figueiredo, Ricardo Almeida, Vicente Romeu, António Samagaio

• español

  Se ha prestado cada vez más atención a los impactos de los edificios en el medio ambiente, la economía y la sociedad, ya que es el sector responsable de las mayores demandas energéticas y emisiones de gases de efecto invernadero. Como hoja de ruta para la mitigación de carbono, la reducción del consumo de energía y la mejora del rendimiento térmico son los factores clave para lograr edificios eficientes y sostenibles. Los sistemas de almacenamiento de energía térmica (TES) que incorporan materiales de cambio de fase (PCM) son una posible estrategia para reducir la dependencia de los edificios de los combustibles fósiles. Cabe destacar que, en el caso de los edificios de estructura de acero ligero (LSF), los PCM también son un enfoque prometedor para mejorar su inercia térmica, evitando posibles problemas de sobrecalentamiento. En este trabajo, se llevó a cabo una campaña de seguimiento centrada en el estudio del rendimiento térmico de dos edificios LSF idénticos a escala real: uno que representa un LSF común como edificio de caso de referencia; y el otro representa un edificio mejorado térmicamente que incorpora PCM. Por lo tanto, se realizó un análisis comparativo del ambiente térmico interior en los dos edificios gemelos, considerando tanto las temperaturas del aire interior como las de la superficie interior. El comportamiento de la temperatura superficial puso de relieve la capacidad de regulación térmica del PCM: se logró una reducción de hasta en la temperatura pico máxima y una atenuación de aproximadamente en la temperatura pico mínima. Como se esperaba, el edificio mejorado térmicamente también mostró una velocidad de calentamiento y enfriamiento más lenta del ambiente interior, en comparación con el edificio de referencia (reducción del 37% y 54% en la velocidad de calentamiento y enfriamiento, respectivamente).

• English

  Increasing attention has been given to the impacts of buildings on the environment, economy, and society since it is the sector responsible for the highest energy demands and greenhouse gas emissions. As a roadmap for carbon mitigation, reducing energy consumption and improving thermal performance are the key factors for achieving efficient and sustainable buildings. The Thermal Energy Storage systems (TES) incorporating Phase Change Materials (PCM) are a possible strategy to reduce the dependence of buildings on fossil fuels. Notably, in the case of Light Steel Framing buildings (LSF), PCM are also a promising approach to enhance their thermal inertia, avoiding possible overheating issues. In this work, a monitoring campaign was carried out focused on the study of the thermal performance of two identical real-scale LSF buildings: one representing a common LSF as a reference case building; and the other represents a thermally enhanced building incorporating PCM. Therefore, a comparative analysis of the indoor thermal environment in the two twin buildings was conducted, considering both indoor air and inner surface temperatures. The surface temperature behaviour highlighted the thermal regulation capacity of the PCM: a reduction of up to in the maximum peak and an attenuation of about in the minimum peak temperatures were achieved. As expected, the thermally enhanced building also exhibited a slower heating and cooling rate of the indoor environment, compared with the reference (37% and 54% reduction in heating and cooling rate, respectively)