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Jul 13, 2023

Aspectos constructivos del agua híbrida

Fecha: 13 de febrero de 2023 Autores: Matyas Gutai, Shwu-Ting Lee, Bumpei Magori, Yu Morishita, Abolfazl Ganji Kheybari y Joshua Spencer Fuente: Journal of Facade Design and Engineering, 8(2), 127–1

Fecha: 13 de febrero de 2023

Autores: Matyas Gutai, Shwu-Ting Lee, Bumpei Magori, Yu Morishita, Abolfazl Ganji Kheybari y Joshua Spencer

Fuente:Revista de diseño e ingeniería de fachadas, 8(2), 127–152.

DOI:https://doi.org/10.7480/jfde.2020.2.4784

Las envolventes de edificios llenas de agua son construcciones híbridas con un componente sólido y otro fluido, normalmente una carcasa de vidrio o acero llena de agua. El artículo presenta los desafíos de desarrollar una estructura de fachada llena de agua y evalúa la posibilidad de utilizarla como un sistema de construcción viable a escala de edificio. El vidrio relleno de agua (WFG) se ha investigado en el pasado y se presentó como un elemento de ventana independiente de un edificio convencional, donde se logra ahorro de energía utilizando la absorción de la capa de agua para la gestión energética de la envolvente del edificio. Los resultados sugieren que la eficiencia de WFG podría mejorarse aún más si el sistema se ensambla como una envolvente de edificio unida en la que el fluido pueda fluir entre los paneles y las partes del edificio. El artículo presenta dos edificios experimentales de 'casas de agua' con estos parámetros de diseño, diseñados y construidos por el autor. La importancia de estos edificios es que por primera vez se construye una envoltura conectada llena de agua. La discusión presenta dos métodos de construcción para fachadas llenas de agua, evalúa su viabilidad para diferentes climas, introduce los aspectos de diseño y construcción de la tecnología y ofrece una comparación con los métodos de construcción existentes.

Una envolvente de edificio sólida y fluida proporciona ahorros significativos tanto de energía operativa como incorporada, al reducir la carga de enfriamiento, reutilizar el calor absorbido, equilibrar las diferencias térmicas entre partes de la envolvente y el resto del edificio, al mismo tiempo que crea elementos de construcción adicionales (por ejemplo, cortinas externas). obsoleto.

Los materiales estructurales tienen un impacto significativo en la huella ecológica del entorno construido. Esto se aplica específicamente a las envolventes de los edificios que desempeñan un papel principal en la eficiencia energética y el confort térmico de un edificio. En particular, las envolventes de edificios con altas relaciones ventana-pared (WWR) son un buen ejemplo, ya que las fachadas de vidrio utilizan materiales que consumen mucha energía (Adalberth, 1997) y aumentan la demanda operativa de energía (Gasparella, Pernigotto, Cappelletti, Romagnoni y Baggio, 2011). Las innovaciones en envolventes de vidrio tienen un gran potencial para lograr cambios positivos en el impacto ambiental de los edificios, especialmente si son capaces de reducir la energía tanto incorporada como operativa. Este es especialmente el caso cuando se reporta una mayor evaluación del ciclo de vida (LCA) para edificios de energía cero en comparación con construcciones de bajo consumo de energía (Ramesh, Prakash y Shukla, 2010), lo que se debe principalmente al mayor componente de energía incorporada (es decir, energía fotovoltaica agregada). o paneles solares) de los primeros en comparación con los segundos. Esto implica que existe una necesidad de innovaciones que puedan mejorar el rendimiento energético sin un aumento de la energía incorporada.

En cuanto a la gestión energética de la envolvente de los edificios, el estado actual de la investigación sobre ventanas ópticamente transparentes se puede dividir en cuatro grupos. La primera categoría aborda la ganancia solar (SHGC) con revestimiento, acristalamiento dinámico o activo. Las soluciones para esto incluyen recubrimiento Low-E (Cui & Mizutani, 2016), acristalamiento electrocrómico o EC (DeForest et al., 2015), acristalamiento con dispositivos de partículas suspendidas o SPD (Ghosh, Norton y Duffy, 2016) y cristal líquido disperso con polímeros. o PDLC (Hemaida, Ghosh, Sundaram y Mallick, 2020). La segunda categoría es mejorar la resistencia térmica (valor U) de la envolvente del edificio, como el acristalamiento multicapa (Arici, Karabay y Kan, 2015). El tercer enfoque es reducir la demanda de refrigeración mediante sombra (Tao, Jiang, Li y Zheng, 2020). Finalmente, la última solución es utilizar un medio fluido, es decir, una corriente de aire ventilado en el acristalamiento, que puede, por ejemplo, enfriar el propio vidrio utilizando aire exterior o usarse para precalentar el aire antes de que entre al espacio interior (Ismail, Salinas , & Henríquez, 2009). Una alternativa a la circulación de aire es utilizar una “cámara de agua en circulación”, que tiene el beneficio de capturar energía solar y convertir esa carga de energía potencial en una fuente de energía renovable (Chow, Li y Lin, 2010).

Desde que se introdujo el sistema de vidrio fluido (Gutai, 2010) y fue patentado por el autor (P 11 00 156, 2011; 6250530, 2012; EP2689192A2, 2012), la tecnología ha sido investigada por diferentes grupos de investigación. Entre ellos, un desarrollo importante fue establecer una correlación entre la intensidad del flujo de agua bombeada en la cavidad y las características de la ventana (valor U y SHGC), lo que también demostró que estos valores se pueden adaptar a las condiciones externas (Sierra & Hernández, 2017). En términos de consumo de energía, se presentó una comparación de la ventana estándar con la WFG en Hong Kong (Chow, Li y Lin, 2011a). Se mostró un enfoque diferente en el caso de Madrid, donde WFG tenía una temperatura del agua estable para reducir la demanda de energía para calefacción y refrigeración (Gil-López y Giménez-Molina, 2013). La investigación adicional incluyó simulación de energía para la demanda anual de energía en climas húmedos (Li & Chow, 2011), análisis del impacto del ángulo solar (Chow, Li, & Lin, 2011b), evaluación de cabezales (Chow & Lyu, 2017) y rendimiento. en diferentes climas de China (Lyu, Chow y Wang, 2018).

Estos proyectos de investigación presentan la tecnología como una ventana colocada en la envolvente de un edificio convencional. Además de estos, el autor diseñó y construyó edificios experimentales titulados Water House 1.0 o WH01 (Gutai, 2015) y Water House 2.0 o WH02 (“Experimental - Future Projects - 2017 | World Architecture Festival”, 2017), que exploran la potencial de envolventes de edificios conectados en los que se permite que el relleno de agua fluya entre los paneles y las partes del edificio. La importancia de este enfoque es el rendimiento térmico, energético y estructural mejorado que resultó del flujo de agua, como se presenta en el libro Trans-structures (Gutai , 2015). La estructura híbrida de WFG reduce el consumo de energía sin aumentar la energía incorporada, ya que el relleno de agua en sí tiene un bajo impacto ambiental en comparación con otros materiales de construcción. Los dos edificios también presentan dos métodos de construcción diferentes: estructura de panel aislado (SIP) y marco. +sistema de relleno. Los resultados de estos desarrollos estructurales son el enfoque clave de este documento, ya que son esenciales para el desarrollo de un sistema de construcción WFG integrado que vaya más allá de las limitaciones de una sola ventana.

El artículo presenta un enfoque de investigación experimental al problema del desarrollo de envolventes de edificios híbridos continuos llenos de agua a través del diseño y la construcción. Estos edificios se presentan en el Capítulo 3. Los desafíos estructurales específicos de esta tecnología se evalúan mediante pruebas introducidas en los Capítulos 4 y 5.

La importancia de esta exploración es doble. En primer lugar, desarrollar la tecnología desde una ventana hasta una envolvente continua mejora su rendimiento: menor consumo de energía (54 – 72 % de ahorro en comparación con el doble acristalamiento y 34 – 61 % en comparación con el triple acristalamiento) (Gutai & Kheybari, 2020), reducción de la demanda de energía. debido a diferencias de temperatura más pequeñas dentro del edificio (el flujo de agua difundiría las ganancias de energía dentro del edificio) (Gutai & Kheybari, 2021) y a un mayor confort térmico (el agua dentro del WFG se puede calentar/enfriar para obtener una mejor temperatura radiante media /MRT/). En segundo lugar, las pruebas y análisis del sistema son importantes porque por primera vez se construyó este tipo particular de envolvente, lo que tuvo un impacto en el uso de materiales, la fabricación, el montaje y la integración de diversas funciones (es decir, calefacción, refrigeración, absorción solar). , etc.) en un solo sistema constructivo. La novedad de WH01 y WH02 se muestra en las Tablas 1 y 2, que presentan el desarrollo estructural y energético de proyectos de envolventes llenas de agua.

Las dos casas prototipo sirvieron como edificios experimentales para identificar, resolver y probar los aspectos críticos para la viabilidad de la tecnología WFG. La investigación identificó seis áreas críticas, que fueron exploradas a lo largo de cinco años de investigación. La Tabla 3 muestra estas áreas y las metodologías involucradas.

WFG se puede construir como unidad de ventana individual o como envolvente de edificio conectada. El primer tipo es básicamente una unidad de calefacción/refrigeración que absorbe calor, que se beneficia de la absorción de agua como se muestra en la Fig. 2. Esta solución se describe como "vidrio fluido" o "vidrio soluble" y funciona con una bomba y un sistema estable. fluir. El segundo tipo se llama construcción de casa de agua, que se construye como un conjunto de paneles que están conectados entre sí, como se muestra en la Fig. 1 y la Fig. 3. Los paneles están conectados en un circuito cerrado, que normalmente está formado por dos superficies de pared opuestas y piso + techo/panel de techo en el medio (como se muestra en la Fig. 3).

Ambas opciones absorben calor que puede transportarse a una unidad de almacenamiento térmico, como se muestra en la Fig. 3. Una bomba requiere menos energía que enfriar o calentar el espacio, lo que conduce a un ahorro directo de energía. Además, la construcción de casas de agua puede distribuir energía dentro de la envolvente, lo que aumenta aún más el ahorro de energía al intercambiar energía entre las áreas frías y sobrecalentadas de un edificio (por ejemplo, fachada norte-sur, partes inferiores superiores del edificio).

3.1 CASA DEL AGUA 1.0 PABELLÓN

La primera construcción de la Casa del Agua se construyó en Kecskemet, Hungría. El pabellón constaba de 4 paneles de vidrio rellenos de agua (WFG) y 13 paneles de acero rellenos de agua (WFS), como se muestra en la Fig. 4. El panel WFS tenía un aislamiento de 20 cm y el WFG tenía una capa externa de argón. Se colocaron tuberías y cables en los espacios de mantenimiento entre los paneles de la pared y el suelo (como se muestra en la Fig. 20), para protegerlos del impacto del clima frío (Köppen-Geiger D - dominaba la calefacción). Se utilizó la absorción solar de agua para reducir el consumo de energía para refrigeración y calefacción. Este enfoque fue validado en nuestra publicación anterior (Gutai & Kheybari, 2020) con un ahorro del 61% en comparación con el doble acristalamiento. Esta preferencia optó por el uso de recubrimientos Low-E que maximizarían la cantidad de energía capturada. Las opciones eran tenerlo solo en la capa #2 o #3 o en ambas (#1, #4, #5 y #6 no eran viables). Colocarlos en el puesto 2 maximizó la absorción de ganancias tanto externas como internas, lo que presentaba el mejor de los casos.

La energía absorbida se bombeó a una unidad de almacenamiento térmico estacional. La absorción se produjo en los paneles WFG y en el suelo. La absorción ahorró energía y evitó el sobrecalentamiento, lo que probablemente se debió al alto WWR (40%), la orientación sur y el revestimiento de baja emisividad. Estas condiciones normalmente deberían evitarse, pero para las casas de agua se convirtieron en una ventaja porque aumentaban la cantidad de energía capturada. Esto demostró el potencial y la viabilidad del sistema Water House para edificios acristalados.

El almacenamiento estacional del edificio era un tanque de agua. El tanque se dimensionó considerando la carga térmica de un período de una semana en verano y se colocó parcialmente bajo tierra para minimizar la pérdida de calor. El calor absorbido se almacenó para su uso posterior durante la temporada de calefacción.

Como muestra la Fig. 4, el flujo de agua se diseñó en tres circuitos de agua de paneles conectados. Los paneles en diferentes bucles no estaban conectados. Cada bucle constaba de un techo, un piso y dos paneles de pared (uno al norte y otro al sur). Las fachadas este y oeste incluían la puerta (sin agua) y los paneles WFG/WFS que se enfriaban/calentaban individualmente con tuberías de suministro y retorno directo. El flujo de agua se mejoró mediante una bomba ubicada en el pabellón que movía el fluido en los circuitos y entre la unidad de almacenamiento y el edificio cuando la temperatura interior estaba fuera de la zona de confort. Se utilizó una bomba de calor reversible para calentar y enfriar en caso de picos de carga. El dispositivo se colocó en el edificio y se instaló con la bomba (la unidad de refrigeración se colocó en el exterior).

Los paneles WFS estaban aislados del exterior, lo que limitaba su absorción solar. Estas superficies eran importantes para la regulación MRT (confort térmico). Las unidades WFS también completaron circuitos y aumentaron el área de superficies térmicamente activas (Moe, 2010), lo que hizo que la calefacción/refrigeración fuera más eficaz.

La Fig. 5 muestra el edificio terminado y en construcción. Los paneles WFS se diseñaron como un sistema de panel estructural aislado (SIP) que utiliza una capa externa (núcleo portante y aislamiento térmico) y una capa de agua orientada hacia el interior. Esto era necesario porque la conexión de los paneles de agua requería tuberías que debían permanecer accesibles después de la construcción. La colocación de estas conexiones de tuberías hacia el interior permitió el acceso a su "espacio de mantenimiento" y evitó que penetraran en la estructura portante. El edificio no tenía ninguna sombra instalada para garantizar que no hubiera interferencia con los resultados en el rendimiento energético. (La investigación asumió que las aplicaciones reales utilizarían algún tipo de sombreado interno para evitar el deslumbramiento, lo que mejoraría aún más la absorción en la capa de agua).

3.2 CASA DEL AGUA PABELLÓN 2.0

La segunda casa de agua se construyó en Taichung, Taiwán, para un clima tropical húmedo. Dado que la demanda de calefacción es mínima, los paneles WFG se construyen con doble acristalamiento y una capa de agua. Los paneles WFS no tienen aislamiento externo para maximizar la absorción solar. Esta fue una diferencia importante en comparación con WH01, porque toda la envolvente del edificio podía usarse para la absorción de la carga de calor externa. Además, un modelo energético basado en la absorción también fue más eficaz para el clima, ya que la mayor carga de refrigeración era el resultado de la radiación, ya que la diferencia de temperatura entre la temperatura interior y la ambiental es relativamente baja (Qahtan et al., 2014).

La Fig. 6 muestra el sistema constructivo del edificio, que era una estructura de acero + paneles de relleno. Al igual que en WH01, los paneles se conectaron en bucles. Dependiendo de la carga solar y la temperatura ambiente, el flujo de agua era automático o mejorado con una bomba. La Fig. 7 muestra la disposición de los bucles. Los bucles constaban de dos paredes (norte y sur) y paneles de suelo + techo entre ellos.

Este enfriamiento basado en absorción fue mejorado aún más por el diseño; la cubierta norte no tiene ganancia solar directa debido a su ángulo y a la orientación del pabellón. Dado que la insolación en Taichung es relativamente alta en cualquier estación, esta geometría apoyó el flujo de agua automatizado/bombeado entre los dos lados y proporcionó un efecto de enfriamiento a medida que la pared/techo norte irradiaba calor hacia el exterior. El lado sur se diseñó con paneles de vidrio hacia el lago sin sombra (como se muestra en la Fig. 8), lo cual no es convencional para este clima. Se monitoreó la temperatura interior y la bomba mejoró el flujo de agua cuando se requirió enfriamiento. El sistema mecánico equilibró el flujo con un amortiguador de expansión en el almacenamiento térmico.

La estructura del pabellón utilizó un sistema de muro cortina, que consistía en paneles estructurales WFG/WFS de 'marco y relleno'. La estructura de acero estructural fue prefabricada y ensamblada in situ. Los paneles de relleno se instalaron una vez completado el marco. Se arregló la fachada de vidrio y se proporcionó ventilación natural a través de aberturas de ventilación debajo de los paneles de vidrio y en la parte superior (a través del techo).

Como muestra la Fig. 9, el método de construcción del muro cortina fue ventajoso para el montaje ya que era más fácil establecer un espacio entre los paneles. Esto fue un desafío para el método SIP porque los paneles WFG en WH01 tuvieron que colocarse sobre canales de acero, lo que resultó en puentes térmicos porque el espesor del aislamiento estaba limitado dentro del espacio. En el caso del sistema de muro cortina, los paneles se fijaron directamente a un marco de acero estructural y se pudieron colocar con mayor libertad. Esta solución también demostró ser más ideal en términos de cargas porque las capas estructurales y de agua se superponían y los paneles podían soportarse desde arriba y desde abajo como se muestra en la Fig. 9.

4.1 DESAFÍOS ESTRUCTURALES

4.1.1 Reacción entre agua y vidrio

Mantener la transparencia es fundamental para el vidrio por sus características estéticas y térmicas. La corrosión y la contaminación del vidrio pueden ocurrir tanto en las superficies externas como internas del WFG, particularmente porque la cavidad interna no está sellada sino conectada a un sistema de agua.

La primera responsabilidad es la posible acumulación de contaminación en la superficie del vidrio. Esto podría ser causado internamente (a través de agua contaminada) o externamente (en la superficie de la envoltura). La primera es una preocupación más importante porque el panel no se puede limpiar desde el interior. Además, cualquier contaminación también tendría un efecto en el flujo de agua, ya que el espaciador y las válvulas son un objetivo potencial de contaminación. Esto se aplica especialmente a las juntas inferiores y al área espaciadora donde la contaminación tiende a gravitar durante los períodos sin flujo de agua, lo que normalmente ocurriría durante períodos sin ganancia solar y temperatura ambiente confortable. El relleno de agua debe aislarse y acondicionarse contra la contaminación física o biológica.

Otro posible problema es la corrosión del vidrio, que puede aumentar dentro del entorno cerrado del panel. La corrosión acuosa estática ocurre típicamente durante el llenado de fluidos (es decir, construcción) o la eliminación de fluidos (es decir, reparaciones, reemplazos parciales, caídas del sistema) debido al aumento de humedad dentro del panel. Las superficies internas del vidrio están continuamente expuestas a la corrosión acuosa dinámica porque el vidrio está en constante contacto con el agua. La extracción alcalina y la formación de enlaces Si-O requieren niveles de pH superiores a 9,0, por lo que controlar el nivel de pH es esencial (Douglas y El-Shamy, 1967; El-Shamy, Morsi, Taki-Eldin y Ahmed, 1975).

4.1.2 Contaminación del agua

La contaminación del agua es un aspecto importante de la estructura debido a la visibilidad y la sostenibilidad. Dado que los edificios de 'casas de agua' contienen una gran proporción de agua, es importante considerar un método de purificación que pueda evitar la contaminación del agua y funcione de manera material y energéticamente eficiente porque la baja energía incorporada y la reciclabilidad son ventajas esenciales de la tecnología.

Los contaminantes más importantes son los agentes causantes de enfermedades (es decir, virus, gusanos y bacterias), desechos que requieren oxígeno, contaminantes solubles en agua y nutrientes (que generan el crecimiento de algas y plantas). El almacenamiento de calor y las tuberías adicionales constituyen dificultades en el mantenimiento del agua.

4.1.3 Fuga de agua

Las fugas de agua son un problema importante considerando la presión hidrostática del sistema, el detalle del cabezal con válvulas de unión y las válvulas de liberación de aire.

La presión estática de los paneles resulta del peso y la presión del relleno de agua, que es proporcional a la altura y el ancho de los paneles. La presión adicional proviene del funcionamiento (bomba de agua) y de cargas externas dinámicas (es decir, presión del viento). La presión en los paneles juega un papel importante en la impermeabilización porque los materiales para la contención del agua no pueden soportar una gran expansión. Por lo tanto, las fugas pueden deberse a la deformación del vidrio.

El segundo factor importante es el detalle del encabezado y la unión entre las capas de vidrio. El material del cabezal debe poder resistir la presión del agua, debe resistir la corrosión y los efectos químicos, proporcionar una superficie estructural continua para impermeabilización y debe incorporar las válvulas del panel sin comprometer la integridad del recinto. Las válvulas del sistema son un detalle importante por dos motivos. La primera cuestión es la fabricación porque las técnicas de producción de vidrio existentes se desarrollan para bordes de paneles lineales y continuos. El segundo problema es la conexión de las válvulas. Los montantes y travesaños se mantienen en un tamaño mínimo para los muros cortina y el espacio entre los paneles de vidrio suele ser de entre 10 y 40 mm. Este espacio limitado es un desafío importante para el montaje de paneles, especialmente considerando la impermeabilización y las juntas.

La tercera dificultad para la contención de agua es la posición y funcionamiento de las válvulas de liberación de aire, debido a que estas unidades deben colocarse en la parte superior del panel. Esto plantea un desafío porque las válvulas de liberación de aire deben estar operativas durante la construcción, ya que el relleno de agua es el último paso del montaje. Otra dificultad podría ser la geometría de los planos de vidrio debido a la necesidad de evacuación de aire. La principal dificultad de estas válvulas es, sin embargo, su accesibilidad y su reducido tamaño, lo que sugeriría un sistema de cierre mecánico en lugar de uno automático.

4.1.4 Presión del agua

Estimar la presión del agua para estructuras de vidrio fluido es fundamental para un funcionamiento seguro y transparente. La presión real en el panel de vidrio es la suma de cargas estáticas y dinámicas. El primero proviene de la presión hidrostática y el segundo de cargas externas (es decir, viento) o internas (es decir, bomba). La presión del agua cambia la carga del plano de vidrio porque actúa contra la presión del viento y aumenta la succión del viento. Otro aspecto importante es el peso del agua. Considerando el equilibrio entre la capacidad de absorción de calor y la presión hidrostática, el espesor ideal para la capa de agua es entre 15-20 mm (Chow & Lyu, 2017). Esto es alrededor de 15-20 kg/m2, lo que es 25 - 33% o 18 - 25 % de aumento para doble o triple acristalamiento, respectivamente. Este aumento juega un papel importante en la estabilidad del vidrio, ya que resulta ventajoso contra las fuerzas laterales a costa de aumentar las cargas verticales.

La presión hidrostática también es importante en términos de visibilidad. La curvatura máxima del vidrio debe mantenerse por debajo del 0,3% para evitar un impacto en la transparencia. Teniendo en cuenta la altura típica de las aplicaciones de muros cortina, esta es una advertencia importante. El diseño de WFG debe reflejar esta limitación determinando una proporción ideal de ancho-alto para los paneles o proponiendo geometrías que tengan anchos más bajos en áreas críticas para la misma altura.

4.1.5 Construcción

Aunque las ventanas y muros cortina WFG son similares a otros métodos de construcción de vidrio, existen algunas diferencias importantes, en particular el problema de la red de agua integrada y el proceso de montaje, incluido el relleno fluido.

El problema de los puentes térmicos se debe a las válvulas articuladas insertadas para la circulación del agua. Hay tres opciones para posicionar las válvulas (que se muestran en la Fig. 10):

Considerando los posibles puentes térmicos, se debían considerar los siguientes aspectos:

Según estos criterios, la primera es la opción más deseable. El factor de riesgo más importante es la congelación, que muy probablemente puede ocurrir cuando la red de agua está en el exterior. La segunda preocupación es la pérdida de energía de la red de tuberías, lo que nuevamente hace preferible la primera opción. La primera opción también tiene un mejor impacto estético. Finalmente, también es mejor para el flujo de agua ya que el fluido ingresa al vidrio verticalmente. Sin embargo, esta solución conlleva un mayor valor U, ya que las juntas penetran en el marco.

El segundo factor es el tamaño de la red de agua integrada. Las propias tuberías pueden integrarse en la estructura (por ejemplo, en travesaños para llegar a las válvulas de unión). La dificultad es el espacio disponible para la unión, que está limitado por el tamaño de los miembros estructurales, normalmente entre 40 y 80 mm.

El desafío final es la construcción y el mantenimiento, especialmente considerando las válvulas de unión integradas y resolviendo el proceso de relleno (incluyendo suficiente liberación de aire durante el proceso).

4.1.6 Aislamiento, Clima, Energía y Viabilidad

La capacidad de aislamiento de WFG y el número de capas de vidrio depende del clima, al igual que otras estructuras de vidrio: WH01 y WH02 utilizan capas de vidrio triples o dobles para climas continentales y cálidos y húmedos. Este es un enfoque lógico considerando que el WFG tiene una gama tan amplia de valores U en comparación con el vidrio estándar como se muestra en las Tablas 4 y 5. Sin embargo, el WFG también se utiliza como dispositivo de enfriamiento-calentamiento y su eficiencia se ve comprometida sin aislamiento externo. lo que hace que el WFG de triple capa sea ideal porque el aislamiento externo puede mantener el rendimiento de calefacción/refrigeración en el interior. La capa interna de agua también es preferible a una externa para la absorción (Sierra & Hernández, 2017). Finalmente, una tercera capa de vidrio puede mejorar el valor U para un mayor ahorro de energía. Nuestros cálculos sobre el valor económico del ahorro de energía han demostrado que el sistema tiene ahorros de energía significativos que podrían alcanzar entre 3 y 13 dólares EE.UU./m2a, lo que ofrece un retorno de la inversión (ROI) competitivo incluso para la opción de triple acristalamiento. especialmente para edificios grandes (Gutai & Kheybari, 2020). La tercera capa también es ideal debido al estrés térmico en los paneles de vidrio, que puede ocurrir con la absorción de calor.

Además del aislamiento, los revestimientos, en particular los revestimientos de baja emisividad, desempeñan un papel importante en el rendimiento de WFG. Al igual que en el caso del aislamiento, el clima es un factor importante a la hora de considerar la posición y la cantidad de revestimientos Low-E. Como se presentó anteriormente para WH01, los climas con demanda de calefacción se benefician de Low-E ya sea en la superficie #2 o #3, lo que maximizaría la absorción tanto para el verano como para el invierno.

Finalmente, se debe considerar la preferencia por absorción o aislamiento para cada escenario climático. WFG tiene un amplio rango de valor U (U = 2,9 – 6,34). Las opciones más importantes se indican a continuación en la Tabla 4. Esto brinda la posibilidad de diseñar paneles WFG basados ​​en aislamiento o en base a absorción. La WFG se puede adaptar a climas específicos, lo cual es relevante porque en los climas tropicales la absorción tiene un impacto más fuerte en el consumo de energía que el aislamiento (Bui et al., 2017).

4.2 POSIBLES SOLUCIONES Y MÉTODOS CONSTRUCTIVOS PARA ENVOLTURAS DE EDIFICIOS CON PANELES DE AGUA

4.2.1 Revestimiento de vidrio y acondicionamiento de agua

Las pruebas de los prototipos y los edificios han demostrado que el riesgo de contaminación y corrosión se puede abordar eficazmente controlando el estado químico del agua. El agua debía mantenerse en un circuito cerrado para mantener un estado estable del agua. La forma más sencilla de lograrlo fue establecer un circuito cerrado de paneles conectados con un mínimo de tuberías de agua que se conectan al resto del sistema mecánico a través de un intercambiador de calor. Además del intercambiador de calor, el circuito cerrado requiere una bomba para el flujo inducido y un filtro para capturar cualquier contaminación potencial en el fluido. En el caso de las casas de agua presentadas aquí, éstas se colocaron entre la bomba y los paneles, idealmente justo antes de la válvula de entrada de agua.

La corrosión y degradación del vidrio suele ser un proceso lento y aunque L. Robinet estableció que el proceso de descomposición podría ocurrir relativamente rápido debido a la influencia de contaminantes (décadas), todavía es un período de tiempo largo para considerarlo como motivo de preocupación. El periodo determinado también es mayor que la vida útil de las fachadas de vidrio (Robinet, Coupry, Eremin, & Hall, 2006). Sin embargo, la formación de una película de sílice es mucho más rápida y es un tema más importante debido a su impacto en la transparencia. Hay varias formas de evitar o ralentizar el proceso. El uso de vidrio hidrolítico (Tipo I) con alta resistencia al agua (por ejemplo, vidrio de borosilicato) puede reducir el riesgo de intemperie. Los revestimientos añadidos a la superficie del vidrio también podrían ofrecer suficiente protección, como el sol-gel desarrollado por K. Kamitani (Kamitani & Teranishi, 2003) o el revestimiento de vidrio repelente al agua de A. Matsuda (Matsuda, Matsuno, Katayama, & Tsuno, 1989)

Además, las propiedades físicas y químicas del agua pueden afectar la corrosión del agua. RB Ellestad y II Ostroushko establecieron la relación entre la temperatura y la corrosión del vidrio (US 2 516 109, 1950; Ostroushko, Filipova e Ignateva, 1962). RW Douglas asumió que la velocidad de corrosión es independiente del pH de 1 a 9,8 (Douglas y El-Shamy, 1967) y El-Shamy señaló que una mayor tasa de pH aumentaba la tasa de liberación de SiO2 (El-Shamy et al., 1975). . Sanders y cols. presentó un perfil de modelo de corrosión para comparar diferentes tipos de vidrios binarios y discutió los efectos de la temperatura de corrosión en la acumulación de gel en la superficie (Sanders y Hench, 1973). Finalmente, A. Tournié et al. cuestionó la “acumulación de gel” durante la corrosión y señaló el efecto de los ataques de bases y ácidos con NaOH hirviendo caracterizado como disolución sin modificaciones estructurales (Tournié, Ricciardi y Colomban, 2008). Según las investigaciones realizadas, se puede establecer que la corrosión del vidrio se puede evitar eficazmente si el agua se mantiene a una temperatura (ambiente) ideal y a un nivel de pH (por debajo de 9,8) para minimizar la intemperie y la contaminación. Esta estrategia también funcionó eficazmente para WH01 y WH02.

4.2.2 Contaminación del agua

La contaminación del agua es un aspecto importante por su impacto estético y la posible obstrucción de las tuberías. El espesor de la capa de agua en WFG está entre 15 y 20 mm, lo que limita la válvula de unión y hace que la contaminación sea un factor importante. Al estar el agua en un circuito cerrado, los principales factores de contaminación son la contaminación biológica y los contaminantes no solubles. Esto último puede abordarse eficazmente mediante un mecanismo de filtrado colocado entre el panel y la bomba. Dependiendo de la carga de calor, los paneles WFG funcionan utilizando flujo inducido o automático. El flujo automático es mucho más lento y puede ser bloqueado por el propio filtro, lo que significa que el filtro y la bomba deben instalarse en paralelo al circuito cerrado como una ruta alternativa que solo está activa cuando la bomba está encendida, como se muestra en Fig. 11. Debido a la necesidad de filtrado, la bomba debe encenderse periódicamente, incluso si la carga de calor no lo requiere.

La solución más eficaz para la contaminación biológica es el filtrado UV porque no presenta efectos adversos sobre las tuberías de agua, el vidrio o la impermeabilización. Los rayos UV son eficaces contra todos los patógenos transmitidos por el agua: virus y bacterias, especialmente Legionella (Hijnen, Beerendonk y Medema, 2006). Z. Liu también destacó la importancia del filtro, que idealmente debería estar ubicado cerca de la fuente de agua inmediata (Liu et al., 1995). Esto sugiere un sistema de filtrado disperso en lugar de uno central (es decir, en un tanque de agua), como era el caso de los proyectos de Water House.

4.2.3 Impermeabilización y espaciador

La presión constante del agua en el panel requeriría una solución de doble sellado para el panel, que es predominante para el vidrio aislante. La ventaja de esta solución es que puede adaptarse a las técnicas de fabricación actuales y puede lidiar con la presión de manera más efectiva porque los selladores primarios tienen una baja capacidad de expansión. El material y la técnica utilizados para el sellador primario también dependen del espaciador.

Los espaciadores para la capa de agua pueden ser tubos o marcos. El primero tiene la ventaja de ser fácil de doblar, cortar o enchavetar, lo cual es importante para contener agua donde es esencial una superficie estructural continua. Sin embargo, los marcos tienen la ventaja de proporcionar una superficie estable y plana para la impermeabilización, lo cual es más importante para el vidrio fluido considerando la presión del agua involucrada. Los espaciadores pueden estar hechos de acero o aluminio. Los proyectos de casos de estudio presentados aquí están hechos de este último, ya que las juntas de vidrio y aluminio son estándar en la industria y el material tiene la ventaja adicional de resistir la corrosión.

El sellador secundario es fundamental para la integridad del techo de cristal. Su función principal es evitar la entrada de humedad a la estructura. Para paneles de vidrio fluido, el sellador secundario también debe tener la capacidad de soportar el sellador primario contra la deformación del vidrio. Esto requiere un espesor mayor de lo habitual, lo que significa que tanto los sellos primarios como los secundarios están expuestos a la luz solar. Esto tiene impactos tanto estéticos como estructurales porque los sellos pueden volverse visibles y quedar expuestos a la radiación ultravioleta.

4.2.4 Espesor del vidrio

La determinación de cargas laterales constantes y dinámicas sobre la envoltura de vidrio es esencial para calcular el espesor de vidrio de la estructura. La investigación utilizó dos conjuntos de pruebas para determinar dos variables: el impacto de la presión hidrostática (impacto de la altura) y el espesor del agua (impacto del volumen de agua).

La presión del agua se simuló con un modelo de carga utilizando el peso del agua como carga uniforme, suponiendo una presión uniforme en el panel. Este modelo fue simulado en el software Glastik, utilizando una carga de viento específica que era igual a la presión del agua. Los resultados son visibles en los gráficos. 13 - 14. La simulación fue validada con pruebas de prototipos mostrados en la Fig. 12. Se probaron vidrios laminados con espesores de 8, 10 y 12 mm. Los paneles utilizados para WH02 fueron de 820 x 1800 mm. La deformación fue de aproximadamente 6 mm, como se muestra en la Fig. 13. Esto fue aceptable tanto en términos de estructura como de visibilidad (máximo 0,3%).

La segunda serie de pruebas de laboratorio se realizó para determinar el impacto del espesor del agua. WFG se colocó horizontalmente contra la carga vertical en el medio del plano de vidrio como se muestra en la Fig. 15. Esta instalación tenía la ventaja de eliminar la presión del agua como variable. Se probaron dos prototipos, con y sin agua. Los paneles tenían diferentes espesores de agua como se muestra en la Tabla 5. Los resultados se muestran en la Fig. 15, que indica una deflexión más baja para el plano exterior en un estado lleno, pero una deflexión más alta en el lado interno del panel. Esto sugiere que la carga se distribuye mejor en WFG mediante el relleno de fluido. En general, la tasa de deflexión no mostró un aumento significativo en el estado de relleno, lo que sugirió que ni la presión del agua ni el espesor del relleno comprometerían críticamente la viabilidad de WFG. La tasa de carga-deflexión es mucho mayor para BG debido a su mayor tamaño y espesor de agua, lo que aumenta la sección y la resistencia del espaciador.

4.2.5 Construcción: marco, detalles, relleno, liberación de aire

El primer desafío de la construcción es el detalle de los paneles fluidos porque las tuberías de agua y las válvulas de las juntas deben estar incrustadas dentro de la estructura del muro cortina. Existen dos tipos de red de tuberías: una para el flujo automático y otra para la bomba. Este último cuenta con tuberías de suministro y retorno que se conectan a cada circuito por separado. Estas tuberías se pueden colocar en parteluces y travesaños o simplemente debajo/arriba del panel en un espacio como se muestra en la Fig. 1 y la Fig. 20. Este enfoque se utilizó para ambos proyectos de casas de agua para paneles WFG. En el caso de WFS, el detalle fue diferente para responder a los climas específicos y requisitos de aislamiento de Hungría y Taiwán. Para WH01, los paneles se construyeron como un sistema SIP y la capa de agua se unió al núcleo estructural. En el caso de WH02, los paneles opacos no necesitaban aislamiento y los paneles de agua-acero tenían un espesor similar al de las unidades de vidrio. La estructura portante era un marco de acero, que se colocaba entre las unidades de paneles como se muestra en las Figs. 18 y 19.

Como se muestra en las secciones (Fig. 19), desde una perspectiva estructural, la solución marco + relleno es más ideal ya que las cargas se mantuvieron a lo largo del eje central del marco estructural y los espacios de mantenimiento entre los paneles se pudieron lograr fácilmente. En el caso de WH01, esto no fue posible porque el aislamiento era una prioridad y la capa de agua se colocó en el lado interior de los paneles portantes como capa adicional. Esta solución no era ideal desde una perspectiva estructural, pero era necesaria para aislar adecuadamente el espacio de mantenimiento que proporcionaba acceso a las juntas flexibles entre los paneles y las tuberías de distribución que conectan cada circuito con el sistema mecánico principal. Estos espacios son visibles entre los paneles en la Fig. 1 (abajo) y la Fig. 20 (arriba).

Las secciones de la Fig. 19 y el detalle de la Fig. 1 también muestran que el método estructural SIP tiene un mejor aislamiento térmico porque el espaciador de acero que establece el espacio entre los paneles se puede aislar tanto desde el interior como desde el exterior, lo que hace que las opciones SIP sean una método de construcción más eficaz para WFG en climas dominados por la calefacción.

El segundo desafío de la construcción es el proceso de relleno y la liberación de aire de los paneles. La solución a este problema depende nuevamente de la posición de la estructura de soporte, porque el llenado de fluido se produce cuando la estructura ya está montada. En el caso de una construcción típica de muro cortina, los travesaños y parteluces se colocan detrás de la superficie de vidrio, lo que significa que solo se puede acceder a la válvula de liberación de aire desde el exterior. En el caso de la opción SIP, las válvulas se pueden orientar hacia el interior o hacia el exterior, ya que existe un hueco entre el cristal y el techo. Idealmente, es preferible la segunda opción, como se muestra en la Fig. 20.

4.2.6 Energía y Clima

Determinar la viabilidad económica de una estructura de vidrio fluido es esencial, especialmente considerando diferentes climas. Basándose en el seguimiento de WH01 y WH02 y en las pruebas de prototipos, los autores realizaron una simulación global de fachadas WFG para 13 ciudades en todas las regiones climáticas de Köppen-Geiger (Gutai & Kheybari, 2020). La investigación concluyó que el sistema es viable en todas las regiones climáticas excepto en el clima polar. La investigación evaluó cada clima, considerando si se debe priorizar la absorción o el aislamiento, ya que esto depende tanto de la temperatura como de la radiación. La investigación dividió las ciudades en cuatro grupos climáticos según el modelo energético utilizado: basado en absorción, intermedio, híbrido y basado en aislamiento. El primer caso es cuando el ahorro de energía se basa únicamente en la absorción (casi ninguna demanda de calefacción).

El segundo es cuando hay demanda de calefacción y la pérdida del valor U aumenta el consumo de energía para calefacción, pero la absorción mejorada aún genera más ahorros de energía en general. El tercero es cuando el balance energético sólo es positivo cuando la ganancia solar se almacena y se reutiliza durante el período de calefacción. El cuarto grupo son las regiones basadas en el aislamiento que calientan áreas dominadas. La simulación presentó dos resultados importantes: 1) WFG es viable tanto en condiciones de frío como de calor y; 2) el rendimiento energético de los edificios de vidrio se puede aumentar simplemente mejorando la absorción, incluso si esto ocurre a costa de un mayor valor U. El ahorro de energía estuvo entre el 54 y el 72 % en comparación con el doble acristalamiento y entre el 34 y el 61 % en comparación con el triple acristalamiento, según el clima, como se muestra en la Fig. 22.

Como sistema de construcción desarrollado, WH01 y WH02 informaron el modelo de simulación en términos de diseño estructural y probaron el sistema mecánico. En el caso de WH01, el edificio utilizó almacenamiento térmico y una bomba de calor reversible para calentar o enfriar el agua localmente y mantener la temperatura del agua a un nivel confortable. La Fig. 21 muestra el WH02, que tenía el mismo sistema pero se utilizaba principalmente para refrigeración.

En relación al consumo energético y al clima, cabe señalar que el efecto del aislamiento externo (tercer cristal y una capa de argón) depende de si el agua se enfría/calienta o solo se utiliza para absorción. En el caso de este último, pueden ser suficientes 2 capas de vidrio con agua. Este tipo de vaso soluble ha sido analizado en proyectos de investigación anteriores y se utilizó para WH02. La razón principal detrás de esta solución fue que el edificio no necesita calefacción durante la mayor parte del año debido al clima de la ciudad de Taichung.

Sin embargo, cuando se requiere calefacción, el aislamiento externo es ideal. Este fue el caso de WH01. Esto mejoró el equilibrio energético de la envolvente y protegió en cierta medida el relleno de agua de la congelación, manteniendo la temperatura interior a un nivel superior a la exterior debido a su capacidad aislante.

Un problema similar surgió con el diseño del revestimiento de vidrio. En el caso de climas con carga de calefacción predominante, una capa Low-E puede aumentar la absorción de la capa de agua. Esto se probó con WH01 y también justificó el uso de un segundo panel de vidrio, que también actuó como protección del revestimiento externo.

Las propiedades del WFG y del vidrio estándar utilizados como caso base en la simulación se muestran en la Tabla 5. En general, el sistema mostró ahorros de energía significativos en cualquier región climática habitada (todos los climas excepto el polar), como se muestra en la Fig. 22.

Los edificios experimentales presentaron que un sistema de construcción de 'casa de agua' es una solución viable y que los problemas potenciales de la construcción de la envolvente WFG pueden abordarse eficazmente mediante lo siguiente:

Los dos edificios exploraron diferentes opciones de ensamblaje: el WH01 utilizó un panel de estructura aislada (SIP) y el WH02 usó un método de marco + panel de relleno. Después de la construcción, se analizó su desempeño y se pueden sacar las siguientes conclusiones:

Ambas opciones de construcción tienen ventajas y podrían implementarse en cualquier ubicación, sin embargo, SIP tiene más ventajas en climas más fríos y marco + relleno para climas cálidos debido a sus ventajas/desventajas en aislamiento.

Impacto de WFG en la construcción

La tecnología WFG se presenta aquí con dos edificios que son los primeros ejemplos de envolventes de edificios conectados al agua. La diferencia más importante entre esta envolvente híbrida y las estructuras sólidas es que la energía se puede capturar y distribuir dentro de la envolvente entre partes del edificio con diferentes exposiciones (es decir, fachadas norte y sur o pisos inferiores y superiores). Este potencial es una característica especial de este método de ensamblaje (llamado construcción de "casas de agua"), que distingue a WH01 y WH02 de los edificios sólidos u otras investigaciones con vidrio soluble que se centran en una sola ventana. La importancia de la construcción de casas de agua es:

Sugerencias para futuras investigaciones:

Hay varias preguntas de investigación importantes sugeridas por los hallazgos actuales. Los resultados del seguimiento del circuito cerrado de agua en casas de agua sugieren que el flujo de agua autónomo puede desempeñar un papel más importante en el confort térmico y el ahorro de energía de los proyectos de casas de agua. Esto fue probado con WH02. Esto debería ser determinado por futuros esfuerzos de investigación. Es necesario seguir investigando diferentes opciones de revestimientos y paneles de vidrio a nivel mundial con simulación de energía; especialmente en términos de escala, WWR y clima ayudaría a construir escenarios de operación efectivos para casas de agua, dependiendo de la función y ubicación del edificio.

Este proyecto de investigación fue una colaboración de Loughborough, Tokio y la Universidad Feng Chia y contó con el apoyo del Ministerio de Ciencia y Tecnología de Taiwán (MOST ID 106-2218-E-035-003). Los autores agradecen el apoyo continuo de las empresas involucradas en el proceso de construcción: Jüllich Glas en Hungría y Hesung Ltd en Taiwán por su generoso y continuo apoyo.

Adalberth, K. (1997). Uso de energía durante el ciclo de vida de los edificios: un método. Construcción y medio ambiente, 32 (4), 317–320. https://doi.org/10.1016/S0360-1323(96)00068-6Arici, M., Karabay, H. y Kan, M. (2015). Flujo y transferencia de calor en ventanas de doble, triple y cuádruple hoja. Energía y Edificios, 86, 394–402. https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2014.10.043Bui, VP, Liu, HZ, Low, YY, Tang, T., Zhu, Q., Shah, KW, ... Koh, WS (2017 ). Evaluación de métricas de desempeño del vidrio de construcción para el clima tropical. Energía y edificios, 157, 195–203. https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2017.01.009Chow, T.-T., Li, C. y Lin, Z. (2011a). La función de la ventana absorbente solar como dispositivo de calentamiento de agua. Construcción y medio ambiente, 46(4), 955–960. https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2010.10.027Chow, T.-T., Li, C. y Lin, Z. (2011b). Características térmicas de la ventana de doble panel con flujo de agua. Revista Internacional de Ciencias Térmicas, 50(2), 140–148. https://doi.org/10.1016/j.ijthermalsci.2010.10.006Chow, T.-T. y Lyu, Y. (2017). Análisis numérico sobre la ventaja de utilizar un intercambiador de calor PCM en una ventana de flujo de líquido. Ingeniería térmica aplicada, 125, 1218-1227. https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2017.07.098Chow, TT, Li, C. y Lin, Z. (2010). Ventanas solares innovadoras para climas con demanda de refrigeración. Materiales de energía solar y células solares, 94(2), 212–220. https://doi.org/10.1016/j.solmat.2009.09.004Chow, TT y Lyu, Y. (2017). Efecto de las configuraciones de diseño sobre el rendimiento de la ventana de flujo de agua. Energía solar, 155, 354–362. https://doi.org/10.1016/j.solener.2017.06.050Cui, Z., & Mizutani, A. (2016). Investigación sobre el efecto de reducción del vidrio transparente en el consumo de energía de refrigeración Investigación sobre la reducción de las cargas de refrigeración y calefacción mediante paneles de vidrio transparente que absorben el calor solar (Parte 2). Revista de arquitectura asiática e ingeniería de construcción, 15 (3), 651–658. https://doi.org/10.3130/jaabe.15.651DeForest, N., Shehabi, A., O'Donnell, J., García, G., Greenblatt, J., Lee, ES, ... Milliron, DJ (2015). Potencial de ahorro de energía y CO2 en Estados Unidos gracias al uso de acristalamientos electrocrómicos para ventanas en el infrarrojo cercano. Construcción y medio ambiente, 89, 107–117. https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2015.02.021 Douglas, RW y El-Shamy, TMM (1967). Reacciones de Vidrios con Soluciones Acuosas. Revista de la Sociedad Estadounidense, 50, 1–8. El-Shamy, TM, Morsi, SE, Taki-Eldin, HD y Ahmed, AA (1975). Durabilidad química de vidrios Na2OCaOSiO2 en soluciones ácidas. Revista de sólidos no cristalinos, 19 (C), 241–250. https://doi.org/10.1016/0022-3093(75)90088-5Ellestad, LB y Leute, KM (1950). US 2 516 109. Estados Unidos.Experimental - Proyectos futuros - 2017 | Festival Mundial de Arquitectura. (2017). Obtenido el 2 de septiembre de 2019 de https://www.worldarchitecturefestival.com/experimental-future-projects-2017Gasparella, A., Pernigotto, G., Cappelletti, F., Romagnoni, P., & Baggio, P. (2011 ). Análisis y modelado del rendimiento energético de los sistemas de ventanas y acristalamientos para un edificio residencial bien aislado. Energía y edificios, 4 (43), 1030–1037. Ghosh, A., Norton, B. y Duffy, A. (2016). Rendimiento térmico medido de un acristalamiento evacuado con dispositivo intercambiable combinado de partículas en suspensión. Energía aplicada, 169, 469–480. https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2016.02.031Gil-Lopez, T., & Giménez-Molina, C. (2013). Influencia del doble acristalamiento con cámara de circulación de agua en el ahorro de energía térmica en los edificios. Energía y edificios, 56, 56–65. https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2012.10.008Gutai, M. (2010). Método de Disolución y Modelo de Casa del Agua. (Tesis doctoral, Universidad de Tokio). Gutai, M. y Kheybari, AG (2020). Consumo de energía de la envolvente de un edificio híbrido de vidrio relleno de agua (WFG). Energía y Edificios, 218. https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2020.110050Gutai, M., & Kheybari, AG (2021). Consumo de energía de la envolvente de un edificio híbrido inteligente lleno de agua (SWFG). Energía y Edificios, 230. https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2020.110508Gutai, M. (2015). Transestructuras. Nueva York: Actar Publishing. Gutai, M. (2011). P 11 00 156. Hungría. Gutai, M. (2012). 6250530. Japón: Oficina Japonesa de Patentes. Gutai, M. (2012). EP2689192A2. Unión Europea. Hemaida, A., Ghosh, A., Sundaram, S. y Mallick, TK (2020). Evaluación del rendimiento térmico de un acristalamiento inteligente de cristal líquido disperso con polímeros dispersos (PDLC) conmutable e inteligente. Energía solar, 195, 185-193. https://doi.org/10.1016/j.solener.2019.11.024Hijnen, WAM, Beerendonk, EF y Medema, GJ (2006). Crédito de inactivación de la radiación UV para virus, bacterias y quistes (oo) de protozoos en el agua: una revisión. Investigación del agua, 40(1), 3–22. https://doi.org/10.1016/j.watres.2005.10.030Ismail, KAR, Salinas, CT y Henríquez, JR (2009). Un estudio comparativo de ventanas llenas de gas y con ventilación natural para climas cálidos. Conversión y gestión de energía, 50(7), 1691–1703. https://doi.org/10.1016/j.enconman.2009.03.026Kamitani, K. y Teranishi, T. (2003). El desarrollo del vidrio repelente al agua mejoró la propiedad de deslizamiento y la durabilidad. Revista de ciencia y tecnología Sol-Gel, 26(1–3), 823–825. https://doi.org/10.1023/A:1020747632317Li, C. y Chow, T.-T. (2011). Ventana reflectante doble llena de agua y su rendimiento durante todo el año. En Procedia Environmental Sciences (Vol. 11, págs. 1039-1047). https://doi.org/10.1016/j.proenv.2011.12.158Liu, Z., Stout, JE, Tedesco, L., Boldin, M., Hwang, C. y Yu, VL (1995). Eficacia de la luz ultravioleta en la prevención de la colonización por Legionella del sistema de distribución de agua de un hospital. Investigación del agua, 29(10), 2275–2280. https://doi.org/10.1016/0043-1354(95)00048-PLyu, Y.-L., Chow, T.-T. y Wang, J.-L. (2018). Predicción numérica del rendimiento térmico de una ventana de flujo de líquido en diferentes climas con anticongelante. Energía, 157, 412–423. https://doi.org/10.1016/j.energy.2018.05.140Matsuda, A., Matsuno, Y., Katayama, S. y Tsuno, T. (1989). Resistencia a la intemperie de vidrio recubierto con películas de 9TiO2 91SiO2 derivadas de sol-gel. Journal of Materials Science Letters, 8, 902–904. Moe, K. (2010). Superficies térmicamente activas en arquitectura. Nueva York: Princeton Architectural Press. Ostroushko, YI, Filipova, K. ., & Ignateva, LA (1962). Reacción de espodumeno con ácido sulfúrico. Ruso. Journal of Inorganic Chemistry, 7(2), 126–129.Pal, S., Roy, B. y Neogi, S. (2009). Modelado de transferencia de calor en ventanas y acristalamientos bajo la exposición de la radiación solar. Energía y edificios, 41(6), 654–661. https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2009.01.003Qahtan, A., Rao, SP y Keumala, N. (2014). La eficacia de la película de agua corriente sostenible para mejorar las propiedades ópticas solares del acristalamiento en los trópicos. Energía y edificios, 77, 247–255. https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2014.03.051Ramesh, T., Prakash, R. y Shukla, KK (2010). Análisis energético del ciclo de vida de los edificios: una visión general. Energía y edificios, 42 (10), 1592-1600. https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2010.05.007Robinet, L., Coupry, C., Eremin, K. y Hall, C. (2006). El uso de espectrometría Raman para predecir la estabilidad de vidrios históricos. Revista de espectroscopía Raman, 37(7), 789–797. https://doi.org/10.1002/jrs.1540Sanders, DM y Hench, LL (1973). Mecanismos de corrosión del vidrio. Revista de la Sociedad Estadounidense de Cerámica, 56(7), 373–377.Sierra, P., & Hernández, JA (2017). Coeficiente de ganancia de calor solar de acristalamientos por flujo de agua. Energía y edificios, 139, 133-145. https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2017.01.032Tao, Q., Jiang, F., Li, Z. y Zheng, J. (2020). Un modelo de cálculo de ganancia de calor para edificios con lamas lanzadera: verificación y estudio de caso. Revista de Ingeniería de la Construcción, 29. https://doi.org/10.1016/j.jobe.2019.101101Tournié, A., Ricciardi, P. y Colomban, P. (2008). Mecanismos de corrosión del vidrio: un análisis multiescala. Iónicos de estado sólido, 179(38), 2142–2154. https://doi.org/10.1016/j.ssi.2008.07.019