Assessing the Impact of Thermal Coating Paints on Indoor Temperature and Energy Efficiency in Colombian Caribbean Homes

Abstract:

Las pinturas con recubrimiento térmico ofrecen una estrategia pasiva para reducir la ganancia de calor en edificios, mejorar la ventilación y disminuir el consumo energético. Este estudio investiga la eficacia de estas tecnologías comparando diferentes estructuras de vivienda y condiciones ambientales. Específicamente, examina soluciones de envolvente térmica para techos fríos en viviendas de la costa caribeña colombiana. Cuantificamos los impactos térmicos utilizando datos experimentales recopilados en 120 viviendas de ocho municipios del departamento del Magdalena, Colombia. La investigación detalla la tecnología y los métodos analíticos empleados, centrándose en las reducciones térmicas logradas mediante recubrimientos térmicos para reducir potencialmente la demanda energética. Se desarrolló un sistema de medición integral, que incorpora sensores de temperatura y humedad, para evaluar el impacto de los recubrimientos. El confort térmico se evaluó según la norma ASHRAE 55, calculando las reducciones de temperatura para cada vivienda tratada con recubrimientos térmicos. Se aplicó una metodología para evaluar la reducción térmica entre una vivienda con una solución de recubrimiento y una vivienda sin ella. Los resultados muestran una reducción de temperatura, casa por casa, del 1,5 % al 16 %. En promedio, los resultados arrojan una reducción significativa del 7 % en la carga térmica. Adicionalmente, se desarrolla una aplicación móvil para difundir los resultados de esta investigación, promoviendo la apropiación social de la ciencia entre las comunidades involucradas.

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Thermal coating paints offer a passive strategy to reduce heat gain in buildings, improve ventilation, and lower energy consumption. This study investigates the effectiveness of these technologies by comparing different housing structures and environmental conditions. Specifically, it examines thermal envelope solutions for cool roofs in homes along the Colombian Caribbean Coast. We quantify the thermal impacts using experimental data collected from 120 houses across eight municipalities in the Magdalena Department, Colombia. The research details the technology and analytical methods employed, focusing on thermal reductions achieved through thermal coatings to potentially reduce energy demand. A comprehensive measurement system, incorporating temperature and humidity sensors, is developed to assess the impact of the coatings. Thermal comfort is evaluated according to the ASHRAE 55 standard, with temperature reductions calculated for each house treated with thermal coatings. A methodology is applied to evaluate the thermal reduction between a house with a coating solution versus a house without it. The results show a temperature reduction on a house-by-house basis, from 1.5% to 16%. On average, the results yield a significant 7% reduction in thermal load. Additionally, a mobile application is developed to disseminate the results of this research, promoting the social appropriation of science among the involved communities.

We would like to acknowledge funding from the Generalitat Valenciana (Spain) through the PROMETEO 2024 CIPROM/2023/32 grant.