Análisis del impacto de estrategias bioclimáticas de ventilación y sombra sobre el confort higrotérmico y desempeño energético de una configuración arquitectónica residencial en las condiciones climáticas de Nosara, Guanacaste

Abstract

La arquitectura bioclimática ha estado históricamente integrada al proceso de diseño y construcción, principalmente de viviendas, a través de la arquitectura vernácula. Algunos estudios han hallado incluso un mejor comportamiento en eficiencia energética de viviendas de varios siglos atrás, en comparación con algunas modernas. En el 2021, la inversión global en eficiencia energética para edificaciones aumentó un 16% con respecto al 2020 (UNEP, 2022), sin embargo, el consumo energético del sector continúa mostrando una tendencia al alza, lo que sugiere que, mundialmente, se construyen o remodelan edificaciones con un diseño bioclimático insuficiente, que conduce al malgasto de cantidades elevadas de energía. En Costa Rica, los métodos utilizados para implementar estrategias bioclimáticas en el diseño son, mayoritariamente, empíricos y, además, hay pocos estudios que ahonden en la efectividad y correcta utilización de las distintas estrategias de climatización pasiva, evaluadas en condiciones climáticas particulares de nuestro país. El presente Proyecto Final de Graduación evalúa las condiciones de confort higrotérmico presentes en una vivienda unifamiliar ubicada en Nosara, en la provincia de Guanacaste, Costa Rica y determina el consumo energético asociado a métodos de climatización activa, para posteriormente, proponer estrategias de climatización pasiva de ventilación natural y sombra para determinar el efecto que tienen sobre las condiciones de confort higrotérmico de la vivienda, y a partir de ello, desarrolla un análisis de su contribución al ahorro energético. Para esta evaluación, se recurre al desarrollo de un modelo computacional de la edificación, el cual se utiliza para realizar simulaciones mediante el software IES-VE que consideren el perfil climatológico de la zona en estudio.

Bioclimatic architecture has historically been integrated into the design and construction process, mainly of houses, through vernacular architecture. Some studies have even found better energy efficiency performance in homes from several centuries ago, in contrast to some modern ones. In 2021, global investment in energy efficiency for buildings increased by 16% compared to 2020 (UNEP, 2022), however, the energy consumption of the sector continues showing an upward trend, suggesting that, worldwide, buildings are built or remodeled with insufficient bioclimatic design, which leads to the waste of high energy amounts. In Costa Rica, the methods used to implement bioclimatic strategies in design are mostly empirical and, in addition, there are few studies that delve into the effectiveness and correct use of different passive climate control strategies, evaluated in particular climatic conditions of our country. This Final Graduation Project evaluates the hygrothermal comfort conditions present in a single-family home located in Nosara, in the province of Guanacaste, Costa Rica and determines the energy consumption associated with air conditioning methods, to subsequently propose passive strategies of natural ventilation and shading to determine the effect they have on hygrothermal comfort conditions of the house, and from this, develops an analysis of its contribution to energy savings. For this evaluation, a computational model of the building is developed, which is used to perform simulations with the IES-VE software, considering the climatological profile of the study area.