A study on energy savings and thermal performance of resilient cooling technologies in a building at the Terrassa Campus (UPC) under near-term and mid-term future, and extreme climate conditions. Case study: library building (TR9) - UPC

Abstract

Les àrees urbanes són cada vegada més vulnerables a l’augment de les temperatures i a les onades de calor, intensificades per l’efecte d’illa de calor urbana. Els edificis, responsables d’aproximadament un terç del consum energètic global i de les emissions de CO₂, són especialment sensibles a les condicions climàtiques a causa de la seva dependència dels sistemes de calefacció, ventilació i aire condicionat (HVAC). S’espera que el canvi climàtic incrementi encara més la demanda de refrigeració, cosa que exigeix estratègies que garanteixin el confort interior i, alhora, minimitzin l’ús d’energia i les emissions. Aquest estudi investiga tecnologies de refrigeració resilient adequades per a l’edifici de la Biblioteca (TR9) al campus de la UPC a Terrassa, una instal·lació universitària mediterrània, avaluant el seu potencial per mitigar els impactes del canvi climàtic, millorar el confort dels ocupants i reduir la demanda energètica i els impactes ambientals tant en escenaris climàtics graduals com extrems. La metodologia de l’estudi és aplicada i quantitativa, combinant modelatge energètic i anàlisi d’escenaris climàtics. Es van dur a terme simulacions dinàmiques amb DesignBuilder per a l’edifici de la Biblioteca (TR9) sota quatre escenaris climàtics, que abasten futurs a curt i mig termini, així com esdeveniments extrems. L’avaluació es va centrar en estratègies actives i passives de refrigeració resilient, mesurant-ne l’efectivitat en la reducció de la demanda energètica, l’assegurament del confort tèrmic i la millora de la resiliència climàtica.

Las áreas urbanas son cada vez más vulnerables al aumento de las temperaturas y a las olas de calor, intensificadas por el efecto de isla de calor urbana. Los edificios, responsables de aproximadamente un tercio del consumo energético global y de las emisiones de CO₂, son especialmente sensibles a las condiciones climáticas debido a su dependencia de los sistemas de calefacción, ventilación y aire acondicionado (HVAC). Se espera que el cambio climático incremente aún más la demanda de refrigeración, lo que exige estrategias que garanticen el confort interior minimizando al mismo tiempo el uso de energía y las emisiones. Este estudio investiga tecnologías de refrigeración resiliente viables para el edificio de la Biblioteca (TR9) del campus Terrassa de la UPC, una instalación universitaria en clima mediterráneo. El análisis evalúa como estás tecnologías resilientes tienen potencial para mitigar los impactos del cambio climático, mejorar el confort de los ocupantes, reducir la demanda energética y los impactos del cambio climático en condiciones climáticas proyectadas promedio como extremas. La metodologia de l’estudi és aplicada i quantitativa, combinant el modelatge energètic amb l’anàlisi d’escenaris climàtics. Es van realitzar simulacions dinàmiques amb DesignBuilder per a l’edifici de la Biblioteca (TR9) sota quatre escenaris climàtics que abasten futurs a curt i mitjà termini, així com condicions extremes. L’avaluació es va centrar en estratègies actives i passives de refrigeració resilient, mesurant-ne l’efectivitat en la reducció de la demanda energètica, la garantia del confort tèrmic i la resiliència davant de canvis climàtics graduals i esdeveniments meteorològics extrems.

Urban areas are increasingly vulnerable to rising temperatures and frequent heatwaves, intensified by the urban heat island effect. Buildings, which account for about one-third of global energy use and CO₂ emissions, are particularly sensitive to climate conditions due to their reliance on heating, ventilation, and air conditioning (HVAC) systems. As climate change is expected to further increase cooling demand, there is a need for strategies that ensure comfort while minimizing energy use and emissions. This study investigates resilient cooling technologies suitable for the Library building (TR9) on the UPC campus in Terrassa, a Mediterranean university facility. The analysis evaluates their potential to mitigate the impacts of climate change, enhance occupant comfort, and reduce energy demand and environmental impacts under both average and extreme projected climate conditions. The study employs an applied and quantitative methodology, combining energy modelling with climate scenario analysis. Dynamic simulations were conducted in DesignBuilder for the Library building (TR9) under four climate scenarios encompassing near- and mid-term futures, as well as extreme conditions. The evaluation focused on active and passive resilient cooling strategies, assessing their effectiveness in reducing energy demand, ensuring thermal comfort, and maintaining resilience in the face of gradual climatic shifts and extreme weather events.