Experimentación comparativa de transferencia de calor por puente térmico a partir de la modificación de la geometría de los tabiques en bloque cerámico H10

Abstract

The cooked block H10 of dimensions L: 300 mm, A: 100 mm, H: 200 mm and 6 rectangular cavities is the leading product of the ceramic masonry industry in the Norte de Santander region, this research takes as its starting point its Initial characteristics: dimension, shape and weight to perform a morphological exploration of the geometry of the internal cells in this constructive unit in search of the optimization of its thermal properties to obtain insulation in high temperatures of 33 ° C characteristic of warm climates, a study framed in the context of clay as a vernacular material under the environmental conditions of Cúcuta city, Colombia, structuring an exploration that articulates strategies towards the development of energy efficiency. A finite element method (FEM) was applied in ANSYS R16 simulation software to establish comparatively the thermal behavior in the standard product of Form-A and 3 variations in the type of internal cells in the same thickness of 100mm and 6 horizontal cavities, applied analysis of temperature distribution and heat flow in a traditional masonry building system with equal heat incidence in the initial surface; the results allow to compare the final temperature derived from the morphologies in the Form-B, Form-C and Form-D, from the analysis is derived 54.948 W/m2 in the heat flow on the partitions of the Form-C as the geometry with better performance, achieving a decrease in thermal energy of 0.981 ° C in the final surface of the enclosure related to Form-A this procedure links up the variables that favor the dissipation of energy from -the form-, a passive technique that can be applied from the industrial process to reduce the p

El bloque H10 cocido de dimensiones L: 300 mm, A: 100 mm, H: 200 mm y 6 cavidades rectangulares es el producto líder de la industria cerámica de mampostería en la región de Norte de Santander, esta investigación toma como punto de partida sus características iniciales: dimensión, forma y peso para realizar una exploración morfológica de la geometría de las celdas internas en esta unidad constructiva en búsqueda de la optimización de sus propiedades térmicas para obtener aislamiento en temperaturas elevadas de 33°C característica de los climas cálidos, un estudio enmarcado en el contexto de la arcilla como material vernáculo bajo las condiciones medioambientales de la ciudad de Cúcuta, Colombia, estructurando una exploración que articula estrategias hacia el desarrollo de eficiencia energética. Se aplicó un método de elementos finitos (FEM) en software de simulación ANSYS R16 para establecer de forma comparativa el comportamiento térmico en el producto estándar de Forma-A y 3 variaciones en la tipología de celdas internas en un mismo espesor de 100mm y 6 cavidades horizontales, aplicado análisis de distribución de temperatura y flujo de calor en un sistema constructivo de mampostería tradicional con igual incidencia de calor en la superficie inicial; los resultados permiten confrontar la temperatura final derivada de las morfologías en la Forma-B, Forma-C y Forma-D, del análisis se deriva 54,948 W/m2 en el flujo de calor sobre los tabiques de la Forma-C como la geometría con mejor rendimiento, logrando una disminución de energía térmica de 0,981°C en la superficie final del cerramiento respecto a la Forma-A este procedimiento relaciona las variables que favorecen la disipación de energía desde -la forma-, una técnica pasiva que puede ser aplicada desde el proceso industrial para disminuir los porcentajes de calor acumulado por envolventes en cerámicas, presentando una oportunidad para agregar valor a productos de bajo costo.