Calculo Carga t%E9rmica Vivienda

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

8

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

99

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

10

CARGA TÉRMICA TOTAL DE CALEFACCIÓN

QT = QC + QV

QT = QC + QV + QO - Qi

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Diapositiva 11

11

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

12


� � � � seiaiieiMtotal IttCLIttSUQ �� Es la carga térmica de transmisión de calor (potencia caloríficadisipada) a través de los cerramientos.

Qc

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Diapositiva 13

13



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

14



Es la carga térmica total que tiene en cuenta las pérdidas quese producen por:� Interrupciones de servicio�Orientación

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Diapositiva 15

15


� � � � 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


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

18

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

19

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

20

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

22

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


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

23

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


Suelo 10,8 0,5 13 70,2Techo 10,8 0,35 21 79,4

Subtotales548,7 0

TOTAL 549DORMITORIO 4


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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Diapositiva 24

24

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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Diapositiva 25

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Pérdidas por orientación. Se calculan según:

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Diapositiva 26

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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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Diapositiva 27

27

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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Diapositiva 28

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Para 22,32 km/h del viento, el coeficiente li, será:

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Diapositiva 29

29


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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Diapositiva 30

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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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Diapositiva 31

31

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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Diapositiva 32

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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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Calculo Carga t%E9rmica Vivienda

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