acondicionamiento termico web

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31
TRANSMISIÓN DE CALOR EN RÉGIMEN ESTACIONARIO
RESISTENCIA TÉRMICA (R) DE UN CERRAMIENTO
R = Σ Rcapa
(m2. K) / W
R : sumatoria de resistencias de cada capa (Rc, Rm, Rca)
Rc
- capa homogénea
Rm
- capa heterogénea
Rca
- cámara de aire
Rt = Rse + R + Rsi
Rc = e / λ
Ver pág. 31
Ver pág. 32
Ver pág. 33
(m2. K) / W
Rt : resistencia total
Rsi : resistencia superficial interior (Ver pág. 33)
Rse : resistencia superficial exterior (Ver pág. 33)
TRANSMITANCIA TÉRMICA (U) DE UN CERRAMIENTO
W / (m2. K)
U = 1 / Rt
CERRAMIENTOS INCLINADOS
C1
Rt = (Rse + RC1).cosδ + Rca + RC2 + Rsi
(m2.K) / W
δ
El área de techo se mide en proyección horizontal.
DENSIDAD DE FLUJO TÉRMICO (q)
q = U.(ti - te) = (t i - te ) / Rt
q = U.(te - ti ) = (t e - ti ) / Rt
cuando ti > t e
cuando te > ti
W / m2
W / m2
FLUJO TÉRMICO
φ=q.A
W
A : área del cerramiento
CANTIDAD DE CALOR TRANSMITIDA (Q)
Q = φ . tiempo
tiempo en segundos
tiempo en horas
aire
C2
J
Wh
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32
PROPIEDADES TÉRMICAS DE MATERIALES HOMOGÉNEOS
ρ : densidad
λ : conductividad
MATERIAL
ARCILLA COCIDA
CERÁMICA
HORMIGONES
AISLANTES
ESPECIALES
MORTEROS
PANELES
MADERAS
TECHOS
REVESTIMIENTOS
PÉTREOS
METALES
VARIOS
ladrillo macizo de campo
"
"
" prensa
tejas
de piedra partida
" "
"
" "
"
celulares
"
"
"
"
de ladrillo partido - cascote
poliestireno expandido planchas
lana de vidrio
"
" "
vermiculita suelta
"
con cemento
"
en planchas
poliuretano poros abiertos
"
"
"
corcho en planchas
"
"
"
de cal o cemento (interior)
" " "
"
(exterior)
enduido de yeso
de yeso
"
"
maderas naturales
"
"
"
"
"
"
laminado y aglomerado
"
"
"
"
"
"
"
"
"
telas y asfalto
fibrocemento en chapas
paja
arenisca
mármol
granito
aluminio
acero
agua
aire
vidrio
arena de río 10% de humedad
tierra seca y comprimida
c : calor específico
ρ
3
kg/m
λ
W/(m.K)
c
kJ/(kg.K)
1300 - 1600
1600 -1800
2000
1800
2000
2200
300
500
700
1000
1300
1800
20
50
200
100
500
250
40
80
100
600
1800
2100
1200
600
1000
200
400
600
800
300
600
800
1000
1700
1900
200
2000
2600
2800
2700
7800
1000
1,2
2600
1500
1800
0,79
1,00
1,05
1,10
1,51
1,74
0,13
0,20
0,27
0,40
0,58
0,95
0,035
0,036
0,044
0,07
0,13
0,079
0,038
0,042
0,038
0,088
1,10
1,40
0,64
0,30
0,44
0,064
0,11
0,15
0,19
0,054
0,14
0,17
0,20
0,58
0,76
0,12
1,28
2,90
3,35
230,00
47,00
0,62
0,024
1,20
0,93
1,05
0,92
0,92
0,92
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
0,95
1,42
0,70
0,70
1,00
1,00
1,00
1,76
1,76
1,00
1,00
1,09
1,05
1,05
1,34
1,34
1,34
1,34
2,30
2,30
2,30
2,30
0,92
0,84
2,30
0,84
0,84
0,84
0,88
0,46
4,19
1,00
0,84
0,84
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33
PROPIEDADES TÉRMICAS DE MATERIALES HETEROGÉNEOS
Rm
CTm
: resistencia media
: capacidad térmica media
TIPO
LADRILLOS HUECOS
3
densidad del material 1900 kg/m
BLOQUES DE HORMIGÓN
3
densidad del material 2000 kg/m
e
m
b
m
h
m
Rm
(m2.K)/W
CTm
kJ/(m2.K)
0.08
0.25
0.25
0.16
72
0.12
0.25
0.25
0.26
111
0.17
0.25
0.12
0.34
167
0.25
0.25
0.12
0.52
245
0.10
0.40
0.20
0.15
132
0.12
0.40
0.20
0.16
160
0.15
0.40
0.20
0.18
190
0.20
0.40
0.20
0.21
217
NOTAS
1) Para el caso de ladrillos huecos los valores son válidos para otros valores de b y h. Para tipos similares de
mampuestos, con otros espesores e, la resistencia se halla aproximadamente haciendo Rm= e/0.49.
El valor de capacidad térmica corresponde a elementos formados por tabiques exteriores de 12mm e interiores de
10mm.
2) Estos valores incluyen el mortero de unión.
TIPO
e
m
b
m
Rm
(m2.K)/W
CTm
kJ/(m2.K)
0.15
0.25
0.16
0.18
211
0.20
0.25
0.24
0.28
259
LOSAS CON PIEZAS DE ARCILLA COCIDA
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34
RESISTENCIA TÉRMICA (Rca) DE LAS CÁMARAS DE AIRE NO VENTILADAS
DIRECCIÓN DEL FLUJO
Sup. int. de la
cámara
no metálicas
metálicas pulidas
no metálicas
metálicas pulidas
no metálicas
metálicas pulidas
Espesor de la
cámara (mm)
20 a 50
> 50
20 a 50
> 50
20 a 50
> 50
20 a 50
> 50
20 a 50
> 50
20 a 50
> 50
Rca
(m2.K)/W
0,16
0,17
0,37
0,34
0,14
0,14
0,25
0,27
0,18
0,21
0,43
0,61
RESISTENCIA TÉRMICA (Rca) DE LAS CÁMARAS DE AIRE VENTILADAS
DIRECCIÓN
DEL FLUJO
TIPO DE CÁMARA
POCO VENTILADA
S/L < 500
MUY VENTILADA
S/L ≥ 500
POCO VENTILADA
S/A < 30
MUY VENTILADA
S/A ≥ 30
2
S: área total de la abertura de ventilación (mm )
Resistencia en
verano
Rca igual a no
ventiladas
Rca igual a no
ventiladas
L: longitud de la pared (m)
Resistencia
en invierno
Rca igual a no
ventiladas
Despreciar R de la
cámara y de la capa
externa de ésta.
Rca igual a no
ventiladas
Despreciar R de la
cámara y de la capa
externa de ésta.
2
A: área del techo (m )
RESISTENCIA TÉRMICA SUPERFICIAL
DIRECCIÓN DEL FLUJO
Rsi
(m2.K)/W
Rse
(m2.K)/W
0,13
0,10
0,17
0,04
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35
TEMPERATURAS DE CÁLCULO - CONDICIONES RIGUROSAS
TEMPERATURA RIGUROSA DEL AIRE EXTERIOR
t'
DÍA RIGUROSO DE VERANO
t'xm = txm + 0,297 (tx - txm)
t'xm:
txm:
tx :
ºC
temperatura rigurosa máxima media
Ver pág. 26.
Ver pág. 26.
t'nm = t'xm - A
t'nm:
A :
ºC
temperatura rigurosa mínima media.
Ver pág. 26.
DÍA RIGUROSO DE INVIERNO
t'nm = tnm - 0,413 (tnm - tn)
t'nm:
tnm:
tn :
ºC
temperatura rigurosa mínima media
Ver pág. 26.
Ver pág. 26.
t'xm = t'nm + A
t'xm:
A :
ºC
temperatura rigurosa máxima media.
Ver pág. 26.
VALORES HORARIOS DE LA TEMPERATURA RIGUROSA DEL AIRE EXTERIOR
t'ττ = t'nm + A.Fτ
τ
t'τ :
Fτ:
A:
ºC
temperatura rigurosa a la hora τ.
coeficiente que depende de la hora. Ver tabla.
Ver pág. 26.
PARA VERANO
τ
Fττ
τ
1
0,157 7
2
0,114 8
3
0,072 9
4
0,030 10
5
0
11
6
0,006 12
Fττ
0,133
0,373
0,578
0,753
0,880
0,964
τ
13
14
15
16
17
18
Fττ
0,990
1
0,982
0,940
0,855
0,735
τ
19
20
21
22
23
24
Fττ
0,530
0,428
0,349
0,295
0,241
0,205
sin dim.
PARA INVIERNO
τ
Fττ
τ
1
0,129
7
2
0,095
8
3
0,060
9
4
0,036 10
5
0,017 11
6
0,002 12
Fττ
0
0,060
0,310
0,560
0,741
0,879
HORA EN QUE SE PRODUCE LA TEMPERATURA MÁXIMA DEL AIRE
verano
: 14 h
invierno : 14 h
HORA EN QUE SE PRODUCE LA TEMPERATURA MÍNIMA DEL AIRE
verano
:5h
invierno : 7 h
τ
13
14
15
16
17
18
Fττ
0,962
1
0,979
0,897
0,721
0,534
τ
19
20
21
22
23
24
Fττ
0,419
0,345
0,290
0,241
0,198
0,162
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36
TEMPERATURAS DE CÁLCULO - CONDICIONES RIGUROSAS
TEMPERATURA EQUIVALENTE
tq
t' :
tq :
tqm :
tqx :
tqn :
θs :
θi :
θτ :
TEMPERATURA EQUIVALENTE A LA HORA
temperatura rigurosa del aire
temperatura equivalente
temperatura equivalente media
temperatura equivalente máxima
temperatura equivalente mínima
amplitud máxima superior de tq
amplitud máxima inferior de tq
amplitud de tq a la hora τ
τ : tqτ
en planos verticales:
tqττ = t'ττ + Igττ . α . Rse
ºC
en plano horizontal:
tqττ = t'ττ + Igττ . α . Rse - 4
ºC
Ig
α
Rse
ºC
ºC
ºC
ºC
ºC
ºC
ºC
ºC
: densidad de flujo de la radiación global a la hora τ
: absortancia
: resistencia superficial exterior
ºC
sin dim.
2
(m . K) / W
VALOR MÁXIMO DE tq : tqx
tqx = tqm + θ s
ºC
VALOR MÍNIMO DE tq : tqn
tqn = tqm - θ i
tqn = t'nm
ºC
ºC
HORA EN QUE SE PRODUCE tqx
PH
N
NE
: 12:00 h
: 12:50 h
: 9:50 h
NO
E
O
: 15:00 h
: 8:00 h
: 16:00 h
HORA EN QUE SE PRODUCE tqn
verano : 5:00 h
invierno : 7:00 h
SE
SO
S
: 8:00 h
: 16:00 h
: 17:50 h
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37
TEMPERATURA EQUIVALENTE PARA MONTEVIDEO
CONDICIONES RIGUROSAS DE CLIMA - VERANO
α=1
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38
TEMPERATURA DE CÁLCULO PARA URUGUAY
CONDICIONES RIGUROSAS
α = absortancia
verano (tq)
: temperatura rigurosa del aire exterior y radiación solar global cielo claro.
tqx = tqm + θs
invierno (t') : temperatura rigurosa del aire exterior.
t'nm = t'm - θ'i
CIUDAD
VERANO
DATO
HORIZONTAL
N
NE
E
SE
ARTIGAS
tqm =
θs =
24,12 + 14,68α
6,45 + 28,48α
28,12 + 1,75α
6,45 + 5,73α
28,12 + 4,31α
1,08 + 14,29α
28,12 + 5,90α
-1,77 + 22,78α
28,12 + 4,64α
-3,43 + 18,84α
COLONIA
tqm =
θs =
22,61 + 14,70α
4,04 + 27,78α
26,61 + 2,29α
4,04 + 7,43α
26,61 + 4,67α
0,68 + 15,01α
26,61 + 6,03α
-1,10 + 22,65α
26,61 + 4,56α
-2,15 + 18,40α
MELO
tqm =
θs =
23,48 + 14,68α
6,64 + 28,48α
27,48 + 1,75α
6,64 + 5,73α
27,48 + 4,31α
1,12 + 14,29α
27,48 + 5,90α
-1,82 + 22,78α
27,48 + 4,64α
-3,53 + 18,84α
MERCED.
tqm =
θs =
24,27 + 14,70α
6,31 + 27,78α
28,27 + 2,29α
6,31 + 7,43α
28,27 + 4,67α
1,06 + 15,01α
28,27 + 6,03α
-1,73 + 22,65α
28,27 + 4,56α
-3,36 + 18,40α
MINAS
tqm =
θs =
23,10 + 14,70α
6,12 + 27,78α
27,10 + 2,29α
6,12 + 7,43α
27,10 + 4,67α
1,03 + 15,01α
27,10 + 6,03α
-1,68 + 22,65α
27,10 + 4,56α
-3,26 + 18,40α
MONTEV.
tqm =
θs =
22,90 + 14,70α
5,43 + 27,78α
26,90 + 2,29α
5,43 + 7,43α
26,90 + 4,67α
0,91 + 15,01α
26,90 + 6,03α
-1,49 + 22,65α
26,90 + 4,56α
-2,89 + 18,40α
PAYSAN.
tqm =
θs =
24,10 + 14,68α
6,73 + 28,48α
28,10 + 1,75α
6,73 + 5,73α
28,10 + 4,31α
1,13 + 14,29α
28,10 + 5,90α
-1,84 + 22,78α
28,10 + 4,64α
-3,58 + 18,84α
P del ESTE
tqm =
θs =
20,85 + 14,70α
3,29 + 27,78α
24,85 + 2,29α
3,29 + 7,43α
24,85 + 4,67α
0,55 + 15,01α
24,85 + 6,03α
-0,90 + 22,65α
24,85 + 4,56α
-1,75 + 18,40α
RIVERA
tqm =
θs =
23,35 + 14,68α
6,17 + 28,48α
27,35 + 1,75α
6,17 + 5,73α
27,35 + 4,31α
1,04 + 14,29α
27,35 + 5,90α
-1,69 + 22,78α
27,35 + 4,64α
-3,29 + 18,84α
ROCHA
tqm =
θs =
21,80 + 14,70α
5,57 + 27,78α
25,80 + 2,29α
5,57 + 7,43α
25,80 + 4,67α
0,94 + 15,01α
25,80 + 6,03α
-1,52 + 22,65α
25,80 + 4,56α
-2,96 + 18,40α
SALTO
tqm =
θs =
24,03 + 14,68α
6,31 + 28,48α
28,03 + 1,75α
6,31 + 5,73α
28,03 + 4,31α
1,06 + 14,29α
28,03 + 5,90α
-1,73 + 22,78α
28,03 + 4,64α
-3,36 + 18,84α
S.JOSÉ
tqm =
θs =
23,59 + 14,70α
6,40 + 27,78α
27,59 + 2,29α
6,40 + 7,43α
27,59 + 4,67α
1,08 + 15,01α
27,59 + 6,03α
-1,75 + 22,65α
27,59 + 4,56α
-3,41 + 18,40α
TACUAR.
tqm =
θs =
23,73 + 14,68α
6,22 + 28,48α
27,73 + 1,75α
6,22 + 5,73α
27,73 + 4,31α
1,05 + 14,29α
27,73 + 5,90α
-1,70 + 22,78α
27,73 + 4,64α
-3,31 + 18,84α
T.TRES
tqm =
θs =
22,48 + 14,70α
6,59 + 27,78α
26,48 + 2,29α
6,59 + 7,43α
26,48 + 4,67α
1,11 + 15,01α
26,48 + 6,03α
-1,8 0 + 22,65α
26,48 + 4,56α
-3,51 + 18,40α
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39
TEMPERATURA DE CÁLCULO PARA URUGUAY
continuación
CONDICIONES RIGUROSAS
CIUDAD
VERANO
O
INVIERNO
SO
S
DATO
PLANOS
VERTICALES
28,12 + 5,90α
6,12 + 22,78α
28,12 + 4,64α
5,53 + 18,84α
28,12 + 2,22α
4,93 + 5,34α
t'm =
θ'i =
8,49
5,50
4,49
5,50
26,61 + 14,67α
4,19 + 15,01α
26,61 + 6,03α
3,83 + 22,65α
26,61 + 4,56α
3,46 + 18,40α
26,61 + 2,12α
3,09 + 4,84α
t'm =
θ'i =
7,94
3,10
3,94
3,10
tqm =
θs =
27,48 + 4,31α
6,89 + 14,29α
27,48 + 5,90α
6,29 + 22,78α
27,48 + 4,64α
5,69 + 18,84α
27,48 + 2,22α
5,08 + 5,34α
t'm =
θ'i =
6,51
5,40
2,51
5,40
MERCED.
tqm =
θs =
28,27 + 4,67α
6,56 + 15,01α
28,27 + 6,03α
5,98 + 22,65α
28,27 + 4,56α
5,41 + 18,40α
28,27 + 2,12α
4,83 + 4,84α
t'm =
θ'i =
6,69
5,15
2,69
5,15
MINAS
tqm =
θs =
27,10 + 4,67α
6,36 + 15,01α
27,10 + 6,03α
5,81 + 22,65α
27,10 + 4,56α
5,25 + 18,40α
27,10 + 2,12α
4,69 + 4,84α
t'm =
θ'i =
7,15
4,50
3,15
4,50
MONTEV.
tqm =
θs =
26,90 + 4,67α
5,64 + 15,01α
26,90 + 6,03α
5,15 + 22,65α
26,90 + 4,56α
4,66 + 18,40α
26,90 + 2,12α
4,15 + 4,84α
t'm =
θ'i =
5,90
4,15
1,90
4,15
PAYSAN.
tqm =
θs =
28,10 + 4,31α
6,99 + 14,29α
28,10 + 5,90α
6,38 + 22,78α
28,10 + 4,64α
5,77 + 18,40α
28,10 + 2,22α
5,15 + 5,34α
t'm =
θ'i =
6,30
5,45
2,30
5,45
P del ESTE
tqm =
θs =
24,85 + 4,67α
3,42 + 15,01α
24,85 + 6,03α
3,12 + 22,65α
24,85 + 4,56α
2,83 + 18,40α
24,85 + 2,12α
2,52 + 4,84α
t'm =
θ'i =
8,06
2,85
4,06
2,85
RIVERA
tqm =
θs =
27,35 + 4,31α
6,41 + 14,29α
27,35 + 5,90α
5,85 + 22,78α
27,35 + 4,64α
5,29 + 18,84α
27,35 + 2,22α
4,72 + 5,34α
t'm =
θ'i =
7,32
5,25
3,32
5,25
ROCHA
tqm =
θs =
25,80 + 4,67α
5,78 + 15,01α
25,80 + 6,03α
5,28 + 22,65α
25,80 + 4,56α
4,78 + 18,40α
25,80 + 2,12α
4,26 + 4,84α
t'm =
θ'i =
5,99
4,60
1,99
4,60
SALTO
tqm =
θs =
28,03 + 4,31α
6,56 + 14,29α
28,03 + 5,90α
5,98 + 22,78α
28,03 + 4,64α
5,41 + 18,84α
28,03 + 2,22α
4,83 + 5,34α
t'm =
θ'i =
7,34
5,15
3,34
5,15
S.JOSÉ
tqm =
θs =
27,59 + 4,67α
6,65 + 15,01α
27,59 + 6,03α
6,07 + 22,65α
27,59 + 4,56α
5,49 + 18,40α
27,59 + 2,22α
4,83 + 22,65α
t'm =
θ'i =
6,43
4,75
2,43
4,75
TACUAR.
tqm =
θs =
27,73 + 4,31α
6,46 + 14,29α
27,73 + 5,90α
5,90 + 22,78α
27,73 + 4,64α
5,33 + 18,84α
27,73 + 2,22α
4,76 + 5,34α
t'm =
θ'i =
6,70
4,95
2,70
4,95
T.TRES
tqm =
θs =
26,48 + 4,67α
6,84 + 15,01α
26,48 + 6,03α
6,25 + 22,65α
26,48 + 4,56α
5,65 + 18,40α
26,48 + 2,12α
5,04 + 4,84α
t'm =
θ'i =
7,32
5,10
3,32
5,10
DATO
NO
tqm =
θs =
28,12 + 4,31α
6,70 + 14,29α
COLONIA
tqm =
θs =
MELO
ARTIGAS
PLANO
HORIZONTAL
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40
COMPORTAMIENTO TÉRMICO DE CERRAMIENTOS OPACOS
CONDICIONES RIGUROSAS - RÉGIMEN VARIABLE
• Transmitancia U [ W/(m2 .K)]] - ver pág. 30.
• Capacidad térmica CT [ kJ/(m2 .K)]]
CT = Σ CTcapa
2
[kJ / (m . K)]
CT capa - capacidad térmica de una capa (CT c, CTm, CTca)
CT c - capas homogéneas
CT m -.capas heterogéneas
CT ca - cámaras de aire
CT c = c.ρ.e
Ver pág. 31
Ver pág. 32
CT ca = 0
• Coeficiente de amortiguación µ (sin dim.)
µ = ωs / θs = ωi / θi
Ver pág. 41
• Retardo térmico ϕ (horas)
ϕ = τ2 - τ1 = τ4 - τ3
Ver pág. 42
• Corrección del Retardo Térmico
El plano N y el plano Horizontal no se corrigen en verano.
• Evaluación de cerramientos opacos según criterios de confort
Condiciones de cálculo:
- temperatura de cálculo: condiciones rigurosas
- ti = 24 ºC (verano)
- ti = 20 ºC (invierno)
- α = 0,70 para plano horizontal
- α = 0,60 para planos verticales
Se debe cumplir:
tsx ≤ ti + 6
tsi ≥ ti -6
(ºC)
(ºC)
Ver pág. 37 y 38.
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41
COMPORTAMIENTO TÉRMICO DE CERRAMIENTOS OPACOS - continuación
VERANO
tq
tqm
tqx
θs
INVIERNO
- temperatura equivalente
- temperatura equivalente media
- temperatura equivalente máxima
- amplitud superior de la temperatura
equivalente
Ver pág. 37 y 38
tqx = tqm + θs
tsi
tsm
tsx
ωs
ϕ
- temperatura superficial interior
- temperatura superficial interior media
- temperatura superficial interior máxima
- amplitud superior de la temperatura
superficial interior
Ver pág. 41
ωs = µ . θs
- retardo térmico
ϕ = τsx - τqx Ver pág. 39 y 42
TEMPERATURA SUPERFICIAL INTERIOR tsi (ºC)
valor medio
valor máximo
t'
t'm
t'nm
θ'i
tsi
tsm
tsn
ωi
ϕ
- temperatura rigurosa del aire
- temperatura rigurosa media del aire
- temperatura rigurosa mínima del aire
- amplitud inferior de la temperatura
rigurosa
Ver pág. 38
- temperatura superficial interior
- temperatura superficial interior media
- temperatura superficial interior mínima
- amplitud inferior de la temperatura
superficial interior
ωi = µ . θ'i
Ver pág. 41
- retardo térmico
ϕ = τsn - τ t'nm
Ver pág. 39 y 42
TEMPERATURA SUPERFICIAL INTERIOR tsi (ºC)
valor medio
valor mínimo
tsm = ti + Rsi.U.(tqm - ti)
tsx = tsm + ωs
tsm = ti + Rsi.U.(t' m - ti)
tsn = tsm - ωi
2
DENSIDAD DE FLUJO TÉRMICO q (W / m )
DENSIDAD DE FLUJO TÉRMICO q - W / m
valor medio
valor máximo
valor medio
valor máximo
2
qm = U.(tqm - ti) = (tsm - ti) / Rsi
qmáx = (tsx - ti) / Rsi
qm = U.( ti - t'm ) = (ti - tsm) / Rsi
qmáx = ( ti - tsn) / Rsi
FLUJO TÉRMICO φ (W)
valor medio
φm = qm . A
valor máximo
φmax = qmax . A
A - área del cerramiento
FLUJO TÉRMICO φ (W)
valor medio
φ m = qm . A
valor máximo
φ máx = qmáx . A
A - área del cerramiento
CANTIDAD DE CALOR TRANSMITIDO EN UN DÍA
CANTIDAD DE CALOR TRANSMITIDO EN UN DÍA
(Wh)
(Wh)
Q = φm . 24
Q = φm . 24
HORA EN QUE SE PRODUCE LA TEMPERATURA
SUPERFICIAL INTERIOR MÁXIMA tsx
HORA EN QUE SE PRODUCE LA TEMPERATURA
SUPERFICIAL INTERIOR MÍNIMA tsn
τqx + retardo térmico
7 + retardo térmico
Ver pág. 35
Ver pág. 35
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REGIMEN VARIABLE - COEFICIENTE DE AMORTIGUACIÓN (µ
µ)
42
Farq / publicaciones web
REGIMEN VARIABLE - RETARDO TÉRMICO ϕ (horas)
43
Farq / publicaciones web
44
DIAGRAMA PSICROMÉTRICO
Farq / publicaciones web
45
CERRAMIENTOS OPACOS
CONDENSACIONES SUPERFICIALES E INTERSTICIALES
CONDICIONES BASE
ti =
te =
te =
HRi =
HRe =
R'si =
R'si =
R'si =
18
4
0
80
90
0,25
0,35
0,50
ºC
ºC
ºC
%
%
2
m .K / W
2
m .K / W
2
m .K / W
para cerramientos verticales
para cerramientos horizontales
para cerramientos situados en la mitad superior del local
para cerramientos situados en la mitad inferior del local
para cerramientos con placares o muebles adosados
En CONDICIONES BASE, en la superficie interior del cerramiento
tr = 14,5 ºC
tsi = ti - R'si . (ti - te) / R' T
TEMPERATURA SUPERFICIAL INTERIOR Y TEMPERATURAS EN LAS CARAS INTERIORES DEL
CERRAMIENTO
tx = t X - 1 - R(x -
X -)1
. (ti - te) / R' T
tx
: temperatura en la cara x
tX - 1
: temperatura en la cara X - 1
R(x - X - 1) : resistencia térmica de la capa
X-1
comprendida entre las superficies x y
R'T
: Rse + R + R'si
Ver condiciones base.
Ver pág. 30
Rse
ºC
x x-1........3 2
1 Rsi
I
E
ºC
ºC
ti
te
tsi
2
m .K/W
tx tx-1 ..... t 3 t 2 t 1
t1 = tsi
TEMPERATURA DE ROCIO EN LA SUPERFICIE INTERIOR Y EN LAS CARAS INTERIORES DEL
CERRAMIENTO
Cálculo de la presión de vapor
x x-1........3 2
1
I
E
Px = PX - 1 - RV(x Px
PX - 1
Rv(x -
RTV
. (Pi - Pe) / RTV
X -) 1
: presión de vapor en la cara x
: presión de vapor en la cara X - 1
X - )1: resistencia a la transmisión de
vapor de la capa comprendida
entre la superficie x y la superficie X - 1
:resistencia a la transmisión del vapor
de todo el cerramiento =
= Σ resistencia de cada capa
Resistencia de capas homogéneas y cámaras de aire
Pa
Pi
ti
Pe
te
Pa
Pa
P x P x-1
2
Pa.m .s/kg
.....P3
P2 P1
P1 = Pi
2
Pa.m .s/kg
RV = e / δ
e : espesor
δ : permeabilidad
Ver tabla 1.
Resistencia de capas no homogéneas, películas, impermeabilizantes, pinturas.
2
Pa.m .s/kg
m
kg/(s.m.Pa)
Ver tablas 2 y 3.
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46
CERRAMIENTOS OPACOS
CONDENSACIONES SUPERFICIALES E INTERSTICIALES - cont.
Temperatura de rocío en función de la presión de vapor
TEMPERATURA
(ºC)
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
PRESIÓN DE
VAPOR (Pa)
611
657
706
758
813
872
935
1002
1072
1148
1228
TEMPERATURA
(ºC)
PRESIÓN DE
VAPOR (Pa)
TEMPERATURA
(ºC)
PRESIÓN DE
VAPOR (Pa)
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
1313
1403
1498
1599
1705
1818
1938
2064
2198
2339
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
2488
2645
2810
2985
3169
3363
3567
3782
4008
4246
EL PROGRAMA HTERM DEL SCAA (actual DECCA) PERMITE DETERMINAR ZONAS DE
CONDENSACIÓN EN LOS CERRAMIENTOS OPACOS
TABLA 1
TABLA 2
δ
MATERIAL
permeabilidad
kg/(s.m.Pa)
ARCILLA COCIDA
ladrillo de campo
ladrillo de prensa
HORMIGON
hormigón armado
hormigón de cascote
hormigón celular
hormigón con agregados livianos
MORTEROS
mortero de cal o cemento interior
mortero de cal o cemento exterior
enduido de yeso
MADERAS
maderas blandas, medias o duras
madera enchapada
laminados o aglomerados (ρ=300 kg/m3)
laminados o aglomerados (ρ=600 kg/m3)
laminados o aglomerados (ρ=800 kg/m3)
MATERIALES PÉTREOS
arenisca
mármol, granito
METALES
aluminio, acero, hierro galvanizado
ASBESTO CEMENTO
placa de asbesto cemento
YESO
paneles o placas de yeso
paneles de yeso cartón
AISLANTES
poliestireno expandido
lana de vidrio
poliuretano proyectado o en plancha
corcho en plancha
aire en reposo
Barrera vapor:
12
RV ≥ 0,001333 x 10
40 x 10 -12
30 x 10 -12
6 x 10-12
16 x 10 -12
30 x 10 -12
20 x 10 -12
17 x 10 -12
12 x 10 -12
30 x 10 -12
2 x 10-12
3 x 10-12
80 x 10 -12
65 x 10 -12
50 x 10 -12
MATERIAL
b (m)
h (m)
e (m)
PIEZAS HUECAS DE CERÁMICA
ticholo
0,25
0,12
0,07
0,25
0,25
0,08
0,25
0,17
0,12
0,25
0,25
0,12
0,25
0,12
0,17
rejilla
0,25
0,09
0,12
rejillón
0,25
0,12
0,17
bovedilla
0,25
0,25
0,10
0,25
0,25
0,15
PIEZAS HUECAS DE HORMIGON
bloque
0,39
0,19
0,10
0,39
0,19
0,12
0,39
0,19
0,15
bovedilla
0,40
0,25
0,10
0,40
0,20
0,15
0
4 x 10-12
30 x 10 -12
25 x 10 -12
4 x 10-12
90 x 10 -12
5 x 10-12
30 x 10 -12
174 x 10-12
2
Pa.m .s / kg según Norma ISO.
0,0025
0,0029
0,0043
0,0043
0,0061
0,0029
0,0061
0,0036
0,0054
x
x
x
x
x
x
x
x
x
1012
1012
1012
1012
1012
1012
1012
1012
1012
0,0036
0,0041
0,0054
0,0036
0,0054
x
x
x
x
x
1012
1012
1012
1012
1012
TABLA 3
MATERIAL
18 x 10 -12
1 x 10-12
RV resistencia a
la transmisión de
vapor (Pa.m2.s)/kg
IMPERMEABILIZANTES
fieltro asfáltico
fieltro en rollo saturado y revestido
papel kraft
PELÍCULAS Y LÁMINAS
hoja de aluminio (0,025 mm)
hoja de aluminio (0,009 mm)
polietileno (0,05 mm)
polietileno (0,10 mm)
polietileno (0,15 mm)
PINTURAS
a la cal
pintura tipo epoxi
pintura a base de silicona
resina acrílica
esmalte sobre enduido
resinas de poliuretano
RV resistencia a
la transmisión de
vapor (Pa.m2.s)/kg
0,0055 x 1012
1,20 x 1012
0,0005 x 1012
0,35
0,11
0,23
0,30
∞
x 1012
x 1012
x 1012
x 1012
0,00005 x 1012
0,0035 x 1012
0,001 x 10 12
0,0009 x 1012
0,009 x 10 12
0,002 x 10 12
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47
COMPORTAMIENTO DE LOS VIDRIOS ANTE LA RADIACIÓN
(TRANSPARENCIA)
VIDRIO COMUN Y VIDRIO ABSORBENTE
VIDRIO REFLEJANTE
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48
COMPORTAMIENTO TÉRMICO DE CERRAMIENTOS TRANSPARENTES
TRANSMISIÓN DE CALOR. Régimen estacionario
TRANSMITANCIA U (W/m2K)
(Ver pág. 30)
U
(W/m2K)
MATERIAL
vidrio simple vertical
vidrio doble vertical
vidrio doble vertical c/capa de baja emisividad
vidrio simple horizontal (cuando ti > t e )
vidrio simple horizontal (cuando te > ti )
policarbonato compacto
policarbonato alveolar - Standard e=4mm
policarbonato alveolar - Standard e=6mm
policarbonato alveolar - Standard e=16mm
6
2,8
1,8
7
5
6,5
3,9
3
2,3
DENSIDAD DE FLUJO TÉRMICO (q)
q = U.(ti - te)
q = U.(te - ti )
cuando ti > t e
cuando te > ti
FLUJO TÉRMICO ( φ )
φ=q.A
(W)
A: área del cerramiento
CANTIDAD DE CALOR TRANSMITIDO (Q)
Q = φ . tiempo
(Wh)
TEMPERATURA SUPERFICIAL INTERIOR (tsi)
tsi = ti - Rsi . U . (ti - te)
(ºC)
W / m2
W / m2
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49
COMPORTAMIENTO TÉRMICO DE CERRAMIENTOS TRANSPARENTES
continuación
TRANSMISIÓN DE RADIACIÓN SOLAR
FACTOR SOLAR (Fs)
energía que ingresa al local
Fs =
energía incidente en el cerramiento vidriado
Fs = Fsv x Fs1 x Fs 2 x …… x Fs n
Fsv : factor solar del vidrio o del material transparente
Fs1, Fs2, Fs 3 ….Fs n : factores solares de las protecciones solares
DENSIDAD DE FLUJO TÉRMICO POR TRANSPARENCIA (qt)
qt = Fs . Ig
2
(W/m )
Ver pág. 18 para hallar Ig
FLUJO TÉRMICO POR TRANSPARENCIA (φ
φ t)
φt = qt . A
(W)
A: área del cerramiento
CANTIDAD DE CALOR TRANSMITIDO (Qt)
Qt = Fs . Qg . A
(Wh)
Ver pág.18 para hallar Qg
FACTOR SOLAR MÁXIMO ADMISIBLE
protección interior
cerr. transparente
protección exterior
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50
TRANSMISIÓN DE RADIACIÓN SOLAR - Factor Solar
VIDRIOS
TIPO DE VIDRIO
SIMPLE
Común
Antisun Float (Tipo I)
Parsol
Antisun Float (Tipo II)
Cool-lite SB 08
Prosol
Antelio
Prosol
Cool-lite SC 20
Cool-lite SC 08
Solarshield
Común + común
Ant. Float (Tipo I) + Común
Ant. Float (Tipo II) + Común
C. Lite SC 20 + Común
C. Lite SC 08 + Común
Solarshield + Común
DOBLE
RAD. LUMÍNICA
τv
0,85
0,78
0,27
0,27
0,08
0,44
0,20
0,08
0,20
0,80
0,69
0,23
0,19
0,07
0,17
τ
0,78
0,52
0,33
0,21
0,08
0,58
0,51
0,46
0,20
0,08
0,07
0,70
0,42
0,17
0,17
0,07
0,06
RADIACIÓN SOLAR
α
ρ
0,15
0,07
0,43
0,05
0,62
0,05
0,75
0,04
0,79
0,13
0,24
0,18
0,21
0,28
0,17
0,37
0,62
0,18
0,56
0,36
0,36
0,57
0,17
0,13
0,51
0,07
0,79
0,04
0,65
0,18
0,57
0,36
0,37
0,57
Fs
0,83
0,66
0,54
0,46
0,34
0,66
0,58
0,52
0,41
0,27
0,19
0,76
0,52
0,28
0,28
0,16
0,11
Valores para rayo normal a la superficie. En vidrio simple Fs ≅ τ + α/3
Los valores no incluyen al vidrio.
PROTECCIONES SOLARES MÓVILES
Fs
PROTECCIONES EXTERIORES
COLOR
TIPO
MATERIAL
CLARO
MEDIO
OSCURO
POSTIGOS
BATIENTES
de madera, espesor 2 cm
de madera, espesor 1 cm
de metal
0,05
0,06
0,08
0,09
0,11
0,14
0,13
0,15
0,19
PERSIANAS
CELOSÍAS
de madera
de metal
0,12
0,16
0,10
0,15
0,10
0,14
ESTERAS
de tablillas
de junco
0,15
0,08
0,14
0,12
0,10
0,16
CORTINAS DE
ENROLLAR
de metal
de plástico
de aluminio
MARQUESINAS Y
TOLDOS
de tela opaca
de tela poco transparente
de metal
0,07
0,06
0,15
al O
0,12
0,20
0,12
0,12
0,11
0,17
al O
0,14
0,23
0,14
0,15
0,13
al O
0,16
0,16
22º
PROTECCIONES SOLARES MÓVILES
al N
0,21
0,31
0,20
al N
0,23
0,34
0,23
al N
0,27
0,27
Los valores no incluyen al vidrio.
Fs
PROTECCIONES INTERIORES
COLOR
TIPO
MATERIAL
VENECIANAS
CORTINAS
CLARO
MEDIO
OSCURO
de láminas delgadas
0,52
0,71
0,85
de tela opaca
de tela transparente de 5 a 15%
0,40
0,42
0,59
0,62
0,77
-
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51
TRANSMISIÓN DE RADIACIÓN SOLAR - Factor solar
PROTECCIONES SOLARES FIJAS EXTERIORES
Valores de Fs en %
: Montevideo
cielo claro
no se incluye al vidrio
se consideran las reflexiones en los elementos de la protección
TIEMPO 100%
TIEMPO 50%
ρ (%)
: indica Fs promedio en todo el día.
: indica Fs promedio en las 4 horas de máxima radiación.
: Reflectancia de los elementos de la protección solar.
PARASOLES PERPENDICULARES AL PLANO VIDRIADO - LONGITUD INFINITA
PARASOLES CRUZADOS CON ELEMENTOS PERPENDICULARES AL PLANO VIDRIADO.
Farq / publicaciones web
52
VENTILACIÓN NATURAL
El caudal de aire renovado ν se mide en m /h, m /s o en número de renovaciones del volumen del aire del local V
por hora (Rph).
3
ν = Rph.V
3
ν = Rph.V / 3600
3
(m /h)
VENTILACIÓN HIGIÉNICA NECESARIA
VENTILACIÓN DE VERANO
Correlación entre el espacio disponible por persona y la
ventilación higiénica necesaria.
Fuente: Adaptado del CIBSE Guide, sección A1 - 8.
Temperaturas de confort térmico en personas vestidas con
ropas leves de verano y realizando 3 tipos de actividades.
Adaptado de Fanger. Thermal Co nfort, capítulo II.
PROCEDIMIENTO DE CÁLCULO
POR INFILTRACIÓN EN VENTANAS CERRADAS
CONDICIONES DEL AMBIENTE
Rph
SIN VENTANAS NI PUERTAS AL EXTERIOR
0,5
VENTANAS O PUERTAS EN UNA PARED
1,0
VENTANAS O PUERTAS EN DOS PAREDES
VENTANAS O PUERTAS EN TRES PAREDES O HALL
1,5
2,0
POR TERMOSIFON, EN ABERTURAS DE IGUAL ÁREA DE ENTRADA Y SALIDA
ν = 435,6 . A . √ H.(ti - te)
(m3/h)
A : área de entrada y salida
H : diferencia en las alturas de aberturas
(m2)
(m)
POR EFECTO DEL VIENTO EN UNA VENTANA ÚNICA EN UN LOCAL
ν = 0,025 . Ae . v
(m3/s)
Ae : área de entrada del aire
v : velocidad del viento
(m2)
(m/s)
POR EFECTO DEL VIENTO EN VENTANAS ABIERTAS EN PAREDES DIFERENTES
ν = E . Ae . v . f
3
(m /s)
(m3/s)
E : efectividad de la abertura:
- viento frontal E = 0,6
- viento frontal c/mosquitero E = 0,3
- viento a 45º E = 0,3
2
Ae : área de entrada del aire
(m )
v : velocidad del viento
(m/s)
f : coeficiente que depende de la relación Area salida / Area entrada (ver gráfica).
Farq / publicaciones web
53
VENTILACIÓN NATURAL - continuación
FLUJO DE CALOR TRANSPORTADO POR RENOVACIÓN DE AIRE (φ )
φ = 1200 . ν . (ti - te)
φ=
(W)
cuando ν está expresado en m /s
. (ti - te)
(W)
cuando ν está expresado en m /h
. (ti - te)
(W)
cuando se emplea Rph
ν
3
3
3
φ=
Rph . V
3
VENTILACIÓN NECESARIA PARA RETIRAR HUMEDAD GENERADA EN EL INTERIOR
Ψ = 1,2 . ν . (HAi - HAe)
Ψ
ν
1,2
(HAi - HAe)
: caudal de humedad retirado
: caudal de aire renovado
: densidad aproximada del aire a 18 ºC
: diferencia entre la humedad absoluta interior y exterior
(g/h)
3
(m /h)
3
(kg/m )
(g/kg)
INFILTRACIONES CAUSADAS POR EL VIENTO MEDIO EN URUGUAY
en ventanas de permeabilidad normalizada según rugosidad y altura sobre el suelo
Adaptado de CIBSE Guide, Sección a4 - 9
Farq / publicaciones web
54
RESPUESTA TÉRMICA MEDIA DE UN AMBIENTE EN INVIERNO
Fh
FF
Uom
Rph
φoc
G
Factor de huecos: relación entre el área de ventanas
y puertas exteriores y el total del área expuesta .
Factor de forma: relación entre el total del área
expuesta y el volumen interno (1/m).
Trasmitancia media de la envolvente opaca
Uom = (A1.U1 + A2.U2 + ….) / (A1 + A2 + ….) (W/m2.K)
Cantidad de renovaciones del aire interior en 1 hora.
Producción de calor interno y/o ganancia solar
(W/m3).
Coeficiente global de pérdidas térmicas: relación
entre el total de pérdidas térmicas y el volumen
(W/m3.K).
GANANCIA SOLAR MEDIA EN INVIERNO - vidrio común