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Diapositiva 1
INSTALACIONES-2DEPARTAMENTO DE CONSTRUCCIONES ARQUITECTÓNICAS
CUR
SO08-09
Profesor: Dr. D. Julián Domene García
4º C
CÁLCULO DE LA CARGA TÉRMICA DE UNA VIVIENDA
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Diapositiva 2
EJEMPLO DE CÁLCULO
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Se dispone de una vivienda unifamiliar de 129 m² de superficieútil, ubicada en Bilbao. Cuyas características geometricas sepueden observar:
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Diapositiva 3
EJEMPLO DE CÁLCULO
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Diapositiva 4
EJEMPLO DE CÁLCULO
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El techo está compuesto de:
� En la parte inferior, enlucido de yeso de 800 kg/m³
� Bovedilla cerámica de 16 cm con una resistencia térmica de 0,23m² ºK/W
� Hormigón en masa con áridos ligeros de 1600 kg/m³� Encima se hallan dispuestas unas placas de poliestirenoexpandido, con una conductividad 0,034 W/m ºK
� Sobre el aislante hay un desván seguido de una cubierta conensamblamiento cerámico
La cubierta es inclinada a dos aguas, con ensamblamiento cerámicoy una superficie de 225,4 m².
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Diapositiva 5
EJEMPLO DE CÁLCULO
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El muro está constituido de la siguiente manera:
� Enlucido exterior de cemento, cuya densidad aparente es 2.000kg/m³� Ladrillo hueco normalizado de 15 cm de espesor y 1.200 Kg/m³
�Aislante de 5 cm de espesor (poliestireno extrusado)� Ladrillo hueco normalizado de 10 cm de espesor
� Un enlucido de yeso de densidad aparente 800 kg/m³
El suelo de la vivienda está constituido por cuatro materialesdiferentes:
� Mosaico, con Us = 0,41 W/m ºK
� Mortero de cemento de densidad aparente 2.000 kg/m³� 20 cm de hormigón de áridos ligeros de la misma densidad
� Grava rodada de densidad 1.700 Kg/m³
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Diapositiva 6
EJEMPLO DE CÁLCULO
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Las ventanas y puertas acristaladas (exteriores), son decarpintería de madera y doble cristal con cámara de aire de 6mm, cuya transmitancia térmica es 3,26 W/m ºC.La superficie total acristalada es de 25,2 m² para las ventanasexteriores y de 6,8 para las puertas acristaladas que lindancon el exterior.
Existen dos puertas de madera de pino opaca. Una linda conun local no calefactado y la otra con el exterior. Sustransmitancias son 1,98 y 3,49 respectivamente.
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Diapositiva 7
EJEMPLO DE CÁLCULO
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Conociendo las características de los elementosconstructivos y los valores de las transmitanciastérmicas de los cerramientos de la vivienda,calculados en el ejercicio anterior:
¿Calcular la carga térmica que necesitará lavivienda.
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Diapositiva 8
INTRODUCCIÓN
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Para mantener constante la temperatura interior deun local calefactado, hay que suministrar al mismoen cada instante, una potencia calorífica queequilibre el balance entre las pérdidas de calor queexperimenta el local, debidas a:
� La transmisión a través de sus cerramientos
� A las entradas de aire exterior por ventilación einfiltraciones
Y las ganancias suministradas al local.
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Diapositiva 9
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Qc = Carga térmica de transmisión de calor en cerramientosCarga térmica de
ventilación = QV
QV = Debida a pérdidas porinfiltraciones de aire a causa de lapermeabilidad de los cerramientosmás necesidades de ventilación.
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Diapositiva 10
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CARGA TÉRMICA TOTAL DE CALEFACCIÓN
QT = QC + QV
QT = QC + QV + QO - Qi
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Diapositiva 11
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BALANCE TÉRMICO DEL EDIFICIO
� � � � seiaiieiMtotal IttCLIttSUQ ���������� �
UM= Transmitancia térmica en W/m² K
S=axb, siendo a y b, dimensiones en longitud y anchura de cada paramento
Ii= factor de infiltración o permeabilidad de la carpintería
Li = Longitud de las juntas
Ca= Calor específico del aire (0,306 kcal/hm³ o 0,35 W/m³)
ti =temperatura interior del local (según RITE, entre 20 y 23ºC)
te=temperatura exterior. UNE 24045 (UNE 100001/85)
Is= incrementos por intermitencia y orientación
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Diapositiva 12
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BALANCE TÉRMICO DEL EDIFICIO
� � � � seiaiieiMtotal IttCLIttSUQ ���������� �Es la carga térmica de transmisión de calor (potencia caloríficadisipada) a través de los cerramientos.
Qc
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Diapositiva 13
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BALANCE TÉRMICO DEL EDIFICIO
� � � � seiaiieiMtotal IttCLIttSUQ ���������� �
Es la carga térmica total de ventilación que tiene en cuenta laspérdidas que se producen por:� Infiltraciones de aire a causa de la permeabilidad de loscerramientos.�Necesidades de ventilación en recintos cerrados.
QV =
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Diapositiva 14
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BALANCE TÉRMICO DEL EDIFICIO
� � � � seiaiieiMtotal IttCLIttSUQ ���������� �
Es la carga térmica total que tiene en cuenta las pérdidas quese producen por:� Interrupciones de servicio�Orientación
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Diapositiva 15
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BALANCE TÉRMICO DEL EDIFICIO
� � � � seiaiieiMtotal IttCLIttSUQ ���������� �Con el objeto de evitar el sobredimensionamiento de lasinstalaciones, hay que tener en cuenta la generación interna decalor en los recintos, cuando ésta es permanente, es decir,continuada.Las aportaciones internas de calor se deben generalmente a:� Iluminación�Ocupación� Fuentes caloríficas diversasPor lo tanto, el balance final, será:
� � � � DseiaiieiMtotal QIttCLIttSUQ ����������� �
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Diapositiva 16
16
BALANCE TÉRMICO DEL EDIFICIO
Condiciones de diseño:
� Servicio de calefacción ininterrumpido, con reducción nocturna� Temperatura interior 20º C, HR-75 %� Temperatura exterior -1º C, HR-95 %� Velocidad del viento 22,32 km/h
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Diapositiva 17
CÁLCULO DE LAS SUPERFICIES
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Diapositiva 18
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TEMA 7
1. Salón comedor:Muro exterior: 47,33 m²Ventanas y puertas: 19 m²
Suelo y Techo: 8,8x5,4 = 47,77 m²
Cálculo de superficies de los cerramientos:
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Diapositiva 19
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CÁLCULO SUPERFICIES
Siguiendo el mismo procedimiento de cálculo, seobtienen las tablas:MUROS
VENTANAS Y PUERTAS
SUELO Y TECHO
TABIQUE DE 8 CM
TABIQUE DE 18 CM
PUERTA PRINCIPAL
BAÑO 3,86 0,36 5,36
COCINA 10,45 2,31 11,36
DORMITORIO 1 14,68 2,59 10,33
DORMITORIO 2 19 2,59 13,64
DORMITORIO 3 9,63 2,59 10,8
DORMITORIO 4 20,16 2,59 15
VESTIBULO PASILLO 1,68 14,74 4,68 3,91 4,80
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Diapositiva 20
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Las transmitancias térmicas de los cerramientos, obtenidos según el CTE;DB-HE-1, en el ejercicio calculado en clases anteriores, son:
Cerramiento U (w/m² k)Muro exterior 0,73
Ventanas 3,3Puerta vivienda 3,5
Cubierta 0,35
Suelo 0,5Tabique 8 cm 2,069Tabique 18 cm 1,59Puerta interior 1,68
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Diapositiva 21
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Las pérdidas por transmisión térmica de loscerramientos, son:
Salón comedor:
� �eisalon ttSUQ ����
Local Cerramiento Superficie U �t QS
Salón-comedor Muro exterior 47,33 0,73 21 725,5
Ventanas 19 3,3 21 1.316,7
Suelo 47,77 0,5 15 358,2
Techo 47,77 0,35 21 351,1
Pérdidas en el salón 2.758,5 W
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Diapositiva 22
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Siguiendo el mismo procedimiento de cálculo:
Descripci�n del cerramiento
Superficiem�
UW/m� K
�T�C
P�rdidas (W)
Al exterior A locales no calefactados
BA�O
Muros 3,86 0,73 23 96,4Ventanas y puertas 0,36 3,3 23 27,3
Suelo 5,36 0,5 15 40,2Techo 5,36 0,35 23 43,1
Subtotales207,0 0
TOTAL 207
COCINA
Muros 10,45 0,73 21 238,3Ventanas y puertas 2,31 3,3 21 160,1
Suelo 11,36 0,5 15 85,2Techo 11,36 0,35 21 83,5
Subtotales567,1 0
TOTAL 567
DORMITORIO 1Muros 14,68 0,73 21 334,8
Ventanas y puertas 2,59 3,3 21 179,5Suelo 10,33 0,5 13 67,1Techo 10,33 0,35 21 75,9
Subtotales581,47 0
TOTAL 581
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Diapositiva 23
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Descripci�n del cerramiento
Superficiem�
UW/m� K
�T�C
P�rdidas (W)
Al exterior A locales no calefactados
DORMITORIO 2
Muros 19 0,73 21 433,3Ventanas y puertas 2,59 3,3 21 179,5
Suelo 13,64 0,5 13 88,66Techo 13,64 0,35 21 100,25
Subtotales801,71 0TOTAL 802DORMITORIO 3
Muros 9,63 0,73 21 219,6Ventanas y puertas 2,59 3,3 21 179,5
Suelo 10,8 0,5 13 70,2Techo 10,8 0,35 21 79,4
Subtotales548,7 0
TOTAL 549DORMITORIO 4
Muros 20,16 0,73 21 423,4Ventanas y puertas 2,59 3,3 21 179,5
Suelo 15 0,5 13 97,5Techo 15 0,35 21 157,5
Subtotales857,9 0
TOTAL 858VESTIBULO Y PASILLO
Tabique 8 cm 4,68 2,06 8 ------ 77,5Tabique 18 cm 3,91 1,59 8 ------ 50,0
Puertas 1,68 1,98 8 ----- 26,6Puerta principal 4,80 3,5 19 319,2
Suelo 14,74 0,5 11 81,04Techo 14,74 0,35 19 126,35
Subtotales526,59 154,1TOTAL 681
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Por incrementos, las pérdidas serán:
Pérdidas por interrupción. Se calculan en función de la clase de servicioy de un coeficiente, CA, que tiene un valor:
� �eiT
TA ttS
QC��
�
Pero para que la puesta en régimen se realice enuna hora aproximadamente, debe incrementarse enun 10 % en viviendas.
Existen también valores tabulados que nos dan en % elaumento de energía necesaria
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Pérdidas por orientación. Se calculan según:
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Por lo tanto:
Local Q Intermitencia Orientación QT
Salón 2.758 1,10 NO 1,1 3.338
Baño 207 1,10 SE 1,05 239
Cocina 567 1,10 SE 1,05 678
Dormitorio 1 581 1,10 N 1,15 735
Dormitorio 2 8021,10
NE 1,125 993
Dormitorio 3 549 1,10 S 1,0 604
Dormitorio 4 858 1,10 SE 1,05 991
Vestíbulo 681 1,10 1,05 787
SUMA TOTAL 8.365 W
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Pérdidas por infiltraciones:
Existen dos métodos:
1. Método de las superficies2. Método de las rendijas
El primero, viene condicionado por la existencia de datos de ensayosen laboratorio de las carpinterías, poco usado en nuestro caso.
El segundo, trata sobre el caudal de aire infiltrado que pasa a un locala través de los huecos sometidos a la acción del viento, y viene dadopor la expresión:
� �seiaiii ttCLIQ ������
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Pérdidas por infiltraciones:
Para 22,32 km/h del viento, el coeficiente li, será:
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Pérdidas por infiltraciones:
Li, se calculará, para el salón comedor:
5,50
1,10
1,00
1,10
(1,1+5,5)2 + (1,1+1)2 = 17,6 m
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Pérdidas por infiltraciones:
El valor será:
Qi = 3,65x17,6x0,35x21 = 472,16 W
Por lo tanto para el salón-comedor:
Siguiendo el proceso de cálculo, se obtiene la tabla:
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Pérdidas totales en la vivienda:
SUMA TOTAL 9.696 W
Local QSI Infiltraciones QT
Salón 3.338 472 3.810
Baño 23922
261
Cocina 678 56 734
Dormitorio 1 735 127 862
Dormitorio 2 993 213 1.206
Dormitorio 3 604 53 657
Dormitorio 4 991 278 1.269
Vestíbulo 787 110 897
Pérdidas totales= pérdidas por transmisión + pérdidas por infiltraciones:
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Pérdidas totales en la vivienda:
CARGA TÉRMICA TOTAL = 9.696 W = 9,7 KW
Pérdidas totales= pérdidas por transmisión + pérdidas por infiltraciones - aportaciones internas
En nuestro despreciaremos estas aportaciones de calor, con lo que:
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