Caracterización simplificada de barreras como elementos de confinamiento y pre-enfriamiento de aire en espacios abiertos

Abstract

El objetivo principal de este proyecto es el de servir de protocolo para que otros usuarios puedan ser capaces de afrontar problemas similares a los que se plantean en este proyecto fin de master mediante el uso de herramientas CFD. El problema planteado es la caracterización de dos tipos de celosías, las cuales permiten en mayor o menor medida la entrada de aire y luz a un determinado recinto o espacio. El primer tipo de celosía se trata de una barrera que cuenta con un determinado índice de huecos, mientras que el segundo tipo de celosía está compuesto por lamas orientables. Se realizan simulaciones de estas celosías con el fin de caracterizarlas desde el punto de vista aeráulico. También se plantea la caracterización desde el punto de vista térmico, sin embargo, los resultados obtenidos no resultan ser satisfactorios y se plantea como un posible trabajo futuro. Caracterizar estas barreras desde el punto de vista aeráulico tiene una gran importancia, ya que permite conocer cual es el tipo de celosía que se debe disponer en un determinado recinto o espacio con el objetivo de controlar el nivel de ventilación de éste. Para la caracterización aeráulica se calcula el coeficiente de pérdida de carga para unos casos planteados en los que se modifica la geometría y orientación de las barreras y lamas mencionadas. El proyecto se encuentra dividido en cuatro capítulos. En el primer capítulo se describe la necesidad por la cual se realiza este proyecto, así como la definición de una serie de conceptos que serán necesarios conocer con el fin de entender los resultados obtenidos en los capítulos posteriores. En el segundo capítulo se describe la metodología seguida para obtener los resultados de interés mediante el uso de herramientas CFD. En este capítulo se afrontan problemas referidos a la toma de decisiones sobre la geometría a emplear en las simulaciones, la generación de un mallado adecuado de la geometría empleada, la forma en la que se debe realizar el mallado de la capa límite y la selección de un modelo turbulento adecuado que permita resolver el problema en cuestión. En el tercer capítulo se muestran los resultados obtenidos en las simulaciones, referidos a la caracterización de los dos tipos de celosías mencionados, así como el análisis de los mismos. Finalmente, en el último capítulo se resuelve un problema simplificado, nuevamente mediante el uso de herramientas CFD, donde se implementan los resultados calculados en el tercer capítulo y que permite obtener la cantidad de aire entrante en un determinado espacio en función del coeficiente de pérdida de carga de la barrera dispuesta. De esta forma, se obtiene un modelo que permite la toma de decisiones sobre el tipo de celosía que se debe disponer en una determinada zona con el fin de controlar la cantidad de aire entrante. El análisis de este tipo de celosías tiene como fin su implantación en espacios (tanto interiores como exteriores) como posible estrategia para garantizar el comfort de los ocupantes.