Test cell data-based predictive modelling to determine HVAC energy consumption for three façade solutions in Madrid

Abstract

This study aims to narrow the gap between predicted and actual energy performance in buildings. Predictive models were established that relate the electric consumption by HVAC systems to maintain certain indoor environmental conditions in variable weather to the type of façade. The models were developed using data gathered from test cells with adiabatic envelopes on all but the façade to be tested. Three façade types were studied. The first, the standard solution, consisted in a double wythe brick wall with an intermediate air space, the configuration most commonly deployed in multi-family dwellings built in Spain between 1940 and 1980 (prior to the enactment of the first building codes that limited overall energy demand in buildings). The other two were retrofits frequently found in such buildings: ventilated façades and ETICS (external thermal insulation composite systems). Two predictive models were designed for each type of façade, one for summer and the other for winter. The linear regression equations and the main statistical parameters are reported.

Este trabajo pretende realizar aportaciones de interés para reducir la brecha existente entre el comportamiento energético real y previsto en edificios. Tiene como principal objetivo establecer modelos predictivos que relacionen el consumo eléctrico de climatización para mantener unas determinadas condiciones operacionales en el ambiente interior, según sea el clima exterior, en función de la solución de fachada. Esos modelos predictivos se obtienen para módulos de ensayo en la que toda su envolvente es adiabática, a excepción de la fachada que se quiere ensayar. Tres soluciones de fachada han sido consideradas: una base que se corresponde con una solución de doble hoja de ladrillo con cámara de aire intermedia, la solución más común en viviendas plurifamiliares en España que fueron construidos entre 1940 y 1980, previamente a la primera normativa que, con carácter global, limitaba la demanda energética en los edificios; y dos soluciones de rehabilitación de la fachada anterior muy frecuentemente utilizadas: Fachada Ventilada y ETICS. Usando los datos de monitorización de los consumos eléctricos de equipos de climatización en esos tres módulos, se generan esos modelos predictivos, tanto para el periodo de verano como el de invierno, que son rectas de regresión lineal cuyas ecuaciones se enuncian, así como sus principales parámetros estadísticos