Reducción de la Demanda Energética de un Edificio Comercial Mediante la Selección Óptima del Aislamiento Térmico

Carlos Samaniego-Ojeda
https://orcid.org/0000-0001-9628-9790
José Cuenca-Granda
https://orcid.org/0000-0003-1049-0958
Raúl Chávez-Romero
https://orcid.org/0000-0001-6931-855X
Resumen

El desempeño de la envolvente térmica en las construcciones desempeña un papel crucial en el consumo de energía empleado en la calefacción y refrigeración, en el bienestar de las personas, así como en los costos asociados a su instalación y mantenimiento, especialmente en regiones con climas extremos; sin embargo, la selección del espesor óptimo representa un desafío para los proyectistas, ya que, en determinadas situaciones, a medida que se incrementa el espesor del aislamiento térmico, la demanda de calefacción se reduce, mientras que la de refrigeración tiende a aumentar. Este estudio se enfocó en la determinación de los espesores óptimos del aislamiento en un edificio hipotético de 1200 m² situado en Salamanca, España, utilizando el software EnergyPlus para realizar una simulación anual, donde se tomó en consideración aspectos técnicos y económicos. Para el desarrollo de este trabajo, se establecieron dos escenarios. En el primero, se variaron independientemente los espesores del aislamiento de poliestireno expandido (EPS) en el suelo, la cubierta y las paredes, con valores que oscilaron entre 0.01 m y 0.08 m. En el segundo escenario, los espesores se ajustaron uniformemente en estas áreas. Los resultados mostraron que la segunda opción fue la más adecuada, con un período de recuperación (payback) de 7.9 años. Estos análisis consideraron parámetros climáticos específicos, condiciones interiores detalladas y las cargas térmicas correspondientes, ofreciendo resultados que permiten al usuario la toma de decisiones informadas respecto al diseño y financiamiento de la envolvente térmica de edificaciones.

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Cómo citar
Samaniego-Ojeda, C., Cuenca-Granda, J., & Chávez-Romero, R. (2025). Reducción de la Demanda Energética de un Edificio Comercial Mediante la Selección Óptima del Aislamiento Térmico. Revista Tecnológica - ESPOL, 37(2), 87-99. https://doi.org/10.37815/rte.v37n2.1280
Biografía del autor/a

Carlos Samaniego-Ojeda

Ingeniero Electromecánico, Máster en Tecnología Energética para el Desarrollo Sostenible en la Especialidad Eficiencia Energética

Referencias

Al-Tamimi, N. (2021). Cost Benefit Analysis of Applying Thermal Insulation Alternatives to Saudi Residential Buildings. JES. Journal of Engineering Sciences, 49(No 2), 156–177. https://doi.org/10.21608/jesaun.2021.50485.1021

Alvear Calle, Ing. A., Sánchez, Arq. J. H., Tapia Abril, Arq. E., Ordoñez Alvarado, G., Aragón, M., Flores, C., & Heredia, E. (2016). Declaraciones consensuadas del Seminario-Taller: “Arquitectura Sostenible” Un enfoque sobre estrategias de diseño bioclimático: Caso Ecuador. Estoa. Revista de La Facultad de Arquitectura y Urbanismo de La Universidad de Cuenca, 5, 151–172.

Amani, N. (2024). Simulation-based design: minimizing energy consumption in residential buildings through optimal thermal insulation. World Journal of Engineering, ahead-of-print(ahead-of-print). https://doi.org/10.1108/WJE-04-2024-0188

Amende, K., Keen, J., Lynn, C., Tosh, M., Sneed, A., & Howell, R. (2021). Principles of Heating, Ventilating, and Air Conditioning (9th ed.). ASHRAE.

Andrade Cedillos, O. F., & Benítez Lara, O. A. (2009). La arquitectura sostenible en la formación del arquitecto [Trabajo de graduación]. Universidad de El Salvador.

Bordoloi, U., & Das, B. (2024). Enhancing thermal comfort in buildings through the integration of phase change material on the building envelope: a simulation study. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 1372(1), 12089. https://doi.org/10.1088/1755-1315/1372/1/012089

Boyano, A., Hernandez, P., & Wolf, O. (2013). Energy demands and potential savings in European office buildings: Case studies based on EnergyPlus simulations. Energy and Buildings, 65, 19–28. https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2013.05.039

Esteves, A., Esteves, M. J., Mercado, M. V., Barea, G., & Gelardi, D. (2018). Building Shape that Promotes Sustainable Architecture. Evaluation of the Indicative Factors and Its Relation with the Construction Costs. Architecture Research, 8(4), 111–122. https://doi.org/10.5923/j.arch.20180804.01

Fumo, N., Mago, P., & Luck, R. (2010). Methodology to estimate building energy consumption using EnergyPlus Benchmark Models. Energy and Buildings, 42(12), 2331–2337. https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2010.07.027

Fundación de la Energía de la Comunidad de Madrid. (2012). Guía sobre materiales aislantes y eficiencia energética. https://www.fenercom.com/publicacion/guia-sobre-materiales-aislantes-y-eficiencia-energetica-2012/

International Energy Agency (IEA). (2013). Transition to Sustainable Buildings. https://www.iea.org/reports/transition-to-sustainable-buildings#

Lawrence, T., & Keen, J. (2024). High-Performance Buildings Simplified (2nd ed.). ASHRAE.

Mercado, M. V., & Barea, G. (2019). INFLUENCIA DE LA AISLACIÓN TÉRMICA DE LA ENVOLVENTE EN EL CONSUMO ENERGÉTICO DE VIVIENDAS EN LA ESTACIÓN DE VERANO. In IBPSA 2019 (Ed.), 6° Congreso Sudamericano de Simulación de Edificios.

Ounis, S., Aste, N., Butera, F. M., Pero, C. Del, Leonforte, F., & Adhikari, R. S. (2022). Optimal Balance between Heating, Cooling and Environmental Impacts: A Method for Appropriate Assessment of Building Envelope’s U-Value. Energies, 15(10). https://doi.org/10.3390/en15103570

Spitler, J. (2014). Load Calculation Applications Manual (2nd ed.). ASHRAE.

U.S. Department of Energy’s (DOE) Building Technologies Office (BTO). (n.d.). EnergyPlus Licensing. Retrieved October 9, 2024, from https://energyplus.net/licensing

Weber Saint-Gobain. (n.d.). webertherm PLACA EPS. Retrieved October 14, 2024, from https://www.es.weber/sate/materiales-aislantes/webertherm-placa-eps

Yang, W., Lin. Yaolin, & Fatourehchi, D. (2024). Thermal comfort. In C. Candido, I. Durakovic, & S. Marzban (Eds.), Routledge Handbook of High-Performance Workplaces (1st ed., pp. 62–78). Routledge.

Yu, J., Yang, C., & Tian, L. (2008). Low-energy envelope design of residential building in hot summer and cold winter zone in China. Energy and Buildings, 40(8), 1536–1546. https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2008.02.020

Yu, J., Yang, C., Tian, L., & Liao, D. (2009). A study on optimum insulation thicknesses of external walls in hot summer and cold winter zone of China. Applied Energy, 86(11), 2520–2529. https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2009.03.010