CALEFACCIÓN Y REFRIGERACIÓN

MÓDULO 4

CALEFACCIÓN Y REFRIGERACIÓN

ETIQUETADO DE VIVIENDAS

CURSO DE CERTIFICADORES

2020

M4 | CALEFACCIÓN Y REFRIGERACIÓN

1. DEFINICIÓN DEL SISTEMA DE ESTUDIO

Repaso. Pasos a seguir. Identificación de ambientes y espacios. Clasificación de ambientes y espacios.

Definición de zonas térmicas. Reconocimiento de la envolvente térmica. Identificación de los elementos de la

envolvente térmica. Identificación de elementos internos a la zona térmica.

2. CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS

Coeficiente global de intercambio térmico. Coeficiente de intercambio térmico por transmisión. Coeficiente de

intercambio térmico por ventilación e infiltraciones. Coeficiente de intercambio térmico a través del terreno en

régimen estacionario. Constante de tiempo.

3. PÉRDIDAS

Energía térmica intercambiada por transmisión, radiación y ventilación. Energía térmica intercambiada por

transmisión. Energía térmica intercambiada por radiación hacia la bóveda celeste. Energía térmica

intercambiada por ventilación e infiltraciones.

M4 | CALEFACCIÓN Y REFRIGERACIÓN

4. GANANCIAS

Aportes térmicos gratuitos totales. Aportes térmicos gratuitos de origen interno. Aportes térmicos gratuitos de

origen solar.

5. FACTOR DE UTILIZACIÓN

Factor de utilización de los aportes térmicos gratuitos. Factor de utilización de las dispersiones térmicas.

6. CÁLCULO FINAL

Calefacción en invierno. Procedimiento de cálculo. Período de calefacción. Cálculo del requerimiento mensual

de energía térmica. Cálculo del requerimiento total de energía térmica, de energía secundaria, y de energía

primaria. Cálculo del requerimiento específico de energía primaria.

Refrigeración en verano. Procedimiento de cálculo. Período de refrigeración. Cálculo del requerimiento

mensual de energía térmica. Cálculo del requerimiento total de energía térmica, de energía secundaria, y de

energía primaria. Cálculo del requerimiento específico de energía primaria.

DEFINICIÓN DEL SISTEMA DE ESTUDIO

PASOS A SEGUIR | CASO DE APLICACIÓN


1. Identificación de ambientes y espacios

2. Clasificación de ambientes y espacios

3. Definición de zonas térmicas

4. Reconocimiento de la envolvente térmica

5. Identificación de los elementos de la envolvente térmica

6. Identificación de los elementos internos a la zona térmica

1. IDENTIFICACIÓN DE AMBIENTES Y ESPACIOS


Cocina Estar / Comedor

Dormitorio DormitorioBaño

Estudio

Baño

Patio

Pasillo

Garaje

Baño Lav.Paso

Dep.


2. CLASIFICACIÓN DE AMBIENTES Y ESPACIOS

AC

ANC

Estar / Comedor

Dormitorio Dormitorio Baño

Estudio

Baño

Patio

Pasillo

Baño Lav.Paso

Dep.

Garaje Cocina


3. DEFINICIÓN DE ZONAS TÉRMICAS

ZONA TÉRMICA


4. RECONOCIMIENTO DE LA ENVOLVENTE TÉRMICA

ZONA TÉRMICA


ZONA TÉRMICA

5. IDENTIFICACIÓN DE LOS ELEMENTOS DE LA ENVOLVENTE TÉRMICA

ELEMENTOS DE MURO

M2(EXT)

V2-1 V2-2 V2-3

M3(EXT)

M4(EXT)

M5(EXT)

V5-1 V5-2

M6(EXT)

M7(EXT)

M8(EXT)

M9(EXT)

V9-1

M10(EXT)

M11(EXT)

M12(EXT)

V13-1 M13(EXT)

M14(EXT)

M15(EXT)

V15-1 V15-2

M16(EXT)

P16-1

V16-1M17(EXT)

M18(EXT)

V18-1 V18-2

M1(ANC)

P21-1

P1-1

M19(ANC)

M20(ANC)

M21(ANC)

Importante! Toda abertura debe estar contenida en un elemento de muro.

Asimismo, un elemento de muro puede contener más de una abertura.



ELEMENTOS DE CUBIERTA

CUB1(EXT)

Importante! Un elemento de cubierta puede contener una o más aberturas.

De la misma manera que en el caso de muros de la envolvente.



ELEMENTOS DE SOLADO

PST1(TERRENO)


ZONA TÉRMICA

6. IDENTIFICACIÓN DE LOS ELEMENTOS INTERNOS A LA ZONA TÉRMICA

ELEMENTOS DE MURO

Mi1

Mi2

Mi3 Mi4Mi5

Mi6 Mi6

Mi7 Mi7

Mi8 Mi9

ESQUEMA GENERAL DE CÁLCULO

El Índice de Prestaciones Energéticas es un valor característico de la vivienda que representa el

requerimiento de energía primaria que tendría la normal utilización de la misma, durante un año y

por metro cuadrado de superficie, para satisfacer las necesidades de calefacción en invierno,

refrigeración en verano, producción de agua caliente sanitaria e iluminación.

𝑰𝑷𝑬 = 𝐸𝑃𝐺𝐿 − 𝑓𝐴𝑈𝑇 𝐸𝑃𝑅𝐸𝑁𝑘𝑊ℎ

𝑚2𝑎ñ𝑜

𝐸𝑃𝐺𝐿 = 𝑬𝑷𝑰 + 𝑬𝑷𝑽 + 𝑬𝑷𝑨𝑪𝑺 + 𝑬𝑷𝑰𝑳

ÍNDICE DE PRESTACIONES ENERGÉTICAS (IPE)


BALANCE TÉRMICO

Si se pretende que la temperatura del aire confinado en una

zona térmica permanezca constante en un determinado

valor de confort, entonces debe procurarse que su energía

interna no varíe. Para que esto suceda, las pérdidas y las

ganancias de energía deben ser iguales.

BALANCE TÉRMICO


REQUERIMIENTO MENSUAL DE ENERGÍA TÉRMICA PARA CALEFACCIÓN


𝑄𝐼 = 𝑄𝑡𝑟; 𝑟𝑎𝑑; 𝑣𝑒 − 𝜂𝑔𝑟 𝑄𝑔𝑟 [𝑘𝑊ℎ]

Energía térmica intercambiada por

transmisión, radiación y ventilación Aportes térmicos gratuitos totales

Factor de utilización de los aportes

térmicos gratuitos

𝑄𝑉 = 𝑄𝑔𝑟− 𝜂𝑑𝑖𝑠𝑝 𝑄𝑡𝑟; 𝑟𝑎𝑑; 𝑣𝑒 [𝑘𝑊ℎ]


transmisión, radiación y ventilación Aportes térmicos gratuitos totales

Factor de utilización de las

dispersiones térmicas

REQUERIMIENTO MENSUAL DE ENERGÍA TÉRMICA PARA REFRIGERACIÓN


CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS


COEFICIENTE GLOBAL DE INTERCAMBIO TÉRMICO

El coeficiente global de intercambio térmico representa el grado de pérdida de energía térmica de una

vivienda debido a la diferencia de temperatura entre el interior de la misma y el exterior.

En otras palabras, representa la “facilidad” que tiene una vivienda para perder calor debido a

diferencias entre la temperatura interior y exterior.

El coeficiente global de intercambio térmico de una vivienda se obtiene como la suma de los

coeficientes globales de intercambio térmico de cada zona térmica de la misma:



𝐻𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = 𝐻𝑍𝑇1 + 𝐻𝑍𝑇2 +⋯+𝐻𝑍𝑇𝑛 [𝑊/𝐾]



𝐻 = 𝐻𝑡𝑟 + 𝐻𝑣𝑒 + 𝐻𝑔𝑊

𝐾

Coeficiente de intercambio térmico

por transmisión

Coeficiente de intercambio térmico a

través del terreno en régimen estacionario


por ventilación e infiltraciones

Transferencia de calor

Resolución del circuito equivalente en régimen estacionario

Φ𝑡𝑟 = 𝐴𝑒𝐾𝑒 (𝜃𝑖𝑛𝑡 − 𝜃𝑒𝑥𝑡)

𝜃𝑠𝑖 𝜃𝑠𝑒𝜃𝑒𝑥𝑡𝜃𝑖𝑛𝑡

Φ𝑡𝑟

𝐻𝑡𝑟 = 𝐴𝑒𝐾𝑒

𝑅𝑠𝑖𝐴𝑒

𝑅𝑠𝑒𝐴𝑒

COEFICIENTE DE INTERCAMBIO TÉRMICO POR TRANSMISIÓN

COEFICIENTE GLOBAL DE INTERCAMBIO TÉRMICO 𝐻 = 𝑯𝒕𝒓 +𝐻𝑣𝑒 + 𝐻𝑔

𝑅𝑒𝐴𝑒




𝐻𝑡𝑟 =

𝑖 =1

𝑁

𝐴𝑒,𝑖𝐾𝑒,𝑖𝑏𝑡𝑟,𝑖𝑊

𝐾

𝐻 = 𝑯𝒕𝒓 +𝐻𝑣𝑒 + 𝐻𝑔


𝐴𝑒,𝑖: Área interna del i-ésimo elemento de la envolvente térmica, en 𝑚2.

𝐾𝑒: Transmitancia térmica del i-ésimo elemento de la envolvente térmica, en 𝑊/𝑚2𝐾.

𝑏𝑡𝑟,𝑖: Factor de corrección del intercambio térmico del i-ésimo elemento de la envolvente térmica.

TRANSMITANCIA TÉRMICA de un elemento de la envolvente

𝐾𝑒 =1

𝑅𝑠𝑖 + 𝑅𝑒 + 𝑅𝑠𝑒1 + 𝐹𝑃𝑇

𝑊

𝑚2𝐾

Resistencia superficial interna

Resistencia superficial externa


CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS𝐻 = 𝑯𝒕𝒓 +𝐻𝑣𝑒 + 𝐻𝑔


TIPO DE FLUJO 𝑹𝒔𝒊 𝑹𝒔𝒆

Flujo horizontal 0,13 0,04

Flujo ascendente 0,10 0,04

Flujo descendente 0,17 0,04

Resistencias superficiales (𝑅𝑠𝑖 , 𝑅𝑠𝑒), en 𝑚2𝐾/𝑊

𝐾𝑒 =1


𝑊

𝑚2𝐾

Resistencia térmica del

elemento de la envolvente

𝑅𝑒 =

𝑘=1

𝐿𝑒𝑘λ𝑘

𝑚2𝐾

𝑊





𝐾𝑒 =1


𝑊

𝑚2𝐾

Factor de corrección de

puentes térmicos





ELEMENTO CONSTRUCTIVO 𝑭𝑷𝑻

Elemento con composición hueca, sin material aislante 0,10

Elementos con composición maciza, sin material aislante 0,05

Elemento con material aislante en capa externa, CON ruptura de puente térmico 0,05

Elemento con material aislante en capa externa, SIN ruptura de puente térmico 0,15

Elemento con material aislante en capa intermedia, CON ruptura de puente térmico 0,10

Elemento con material aislante en capa intermedia, SIN ruptura de puente térmico 0,20

Elemento conformado con paneles de hormigón prefabricado 0,30

Factor de corrección por puentes térmicos (𝐹𝑃𝑇)

En el caso de elementos transparentes que cuenten con protecciones móviles paralelas a su

superficie, se deberá calcular una transmitancia térmica corregida:

𝐾′𝑒 = 𝐾𝑒 (𝑡𝑟+𝑝𝑟) 𝑓𝑝𝑟 + 𝐾𝑒 𝑡𝑟 1 − 𝑓𝑝𝑟𝑊

𝑚2𝐾

Fracción de tiempo en que las

protecciones móviles son

utilizadas





𝐻𝑡𝑟 =

𝑖 =1

𝑁

𝐴𝑒,𝑖𝐾𝑒,𝑖𝒃𝒕𝒓,𝒊𝑊

𝐾

𝐻 = 𝑯𝒕𝒓 +𝐻𝑣𝑒 + 𝐻𝑔






FACTOR DE INTERCAMBIO de un elemento de la envolvente

Si el elemento es adyacente al exterior, su coeficiente de intercambio térmico por transmisión será

mayor respecto al de un elemento adyacente a un ambiente no climatizado. Esto viene considerado

por el factor de intercambio (𝑏𝑡𝑟), que tiene en cuenta la adyacencia, multiplicando al coeficiente de

intercambio térmico por transmisión del elemento por un valor comprendido entre 0 y 1.

0 1

𝑏𝑡𝑟 cercano a 0 𝑏𝑡𝑟 cercano a 1 𝑏𝑡𝑟 entre 0 y 1

EXTERIORAMBIENTE

CLIMATIZADO




ANC / ENH ADYACENTE 𝒃𝒕𝒓

Ambiente con dos paredes adyacentes al exterior, con aberturas 0,60

Ambiente con dos paredes adyacentes al exterior, sin aberturas 0,50

Ambiente con tres paredes adyacentes al exterior, con o sin aberturas 0,80

Ambiente con una pared adyacente al exterior, con o sin aberturas 0,40

Ambiente sin paredes adyacentes al exterior, libremente ventilado 1,00

Ambiente sin paredes adyacentes al exterior, sin ventilación adicional 0,00

Ático con altas tasas de renovaciones de aire (muy ventilado) 0,90

Ático con bajas tasas de renovaciones de aire (poco ventilado) 0,70

Ático sin ventilación con aislación en cubierta 0,40

Ático sin ventilación sin aislación en cubierta 0,70

Subsuelo o sótano con ventanas o cerramientos externos 0,80

Subsuelo o sótano sin ventanas ni cerramientos externos 0,50

Factor de intercambio térmico con ANC / ENH (𝑏𝑡𝑟)




𝐾


por transmisión





𝐻𝑣𝑒 = ρ𝑎𝑐𝑎𝑞𝑡𝑜𝑡𝑊

𝐾

ρ𝑎𝑐𝑎: capacidad térmica volumétrica del aire = 1200 𝐽 𝑚3𝐾;

𝑞𝑡𝑜𝑡: caudal total de aire que ingresa a la zona térmica debido a ventilación e infiltraciones.

𝑞𝑡𝑜𝑡 = 𝑞𝑣𝑒 + 𝑞𝑖𝑛𝑓𝑚3

𝑠

Caudal de ingreso de aire

debido a ventilación en verano

Caudal de ingreso de aire

debido a infiltraciones


CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS𝐻 = 𝐻𝑡𝑟 +𝑯𝒗𝒆 + 𝐻𝑔

COEFICIENTE DE INTERCAMBIO TÉRMICO POR VENTILACIÓN E INFILTRACIONES

Caudal de ingreso de aire debido a VENTILACIÓN:

𝜂: tasa de renovaciones de aire, en 1/ℎ.

𝑞𝑣𝑒 =1

3𝑐𝑎𝑙𝑡𝑐𝑒𝑥𝑝𝜂

𝑉𝑛𝑒𝑡𝑜3600

𝑚3

𝑠




TIPO DE VENTILACIÓN 𝜂

Simple 5

Intermedia 7

Cruzada 9

Tasa de renovaciones de aire por ventilación en verano (𝜂), en 1/ℎ


𝑞𝑣𝑒 =1



𝑚3

𝑠




𝑐𝑒𝑥𝑝: factor de corrección del caudal por grado de exposición a la intemperie.

GRADO DE EXPOSICIÓN A LA INTEMPERIE 𝒄𝒆𝒙𝒑

Bajo 1,00

Medio 1,15

Alto 1,25

Muy alto 1,30

Factor de corrección del caudal por grado de exposición a la intemperie (𝑐𝑒𝑥𝑝)


𝑞𝑣𝑒 =1



𝑚3

𝑠




𝑐𝑎𝑙𝑡: factor de corrección del caudal por ubicación en altura.

UBICACIÓN EN ALTURA 𝒄𝒂𝒍𝒕

Inferior a 20 metros 1,00

Superior a 20 metros 1,30

Factor de corrección del caudal por ubicación en altura (𝑐𝑎𝑙𝑡)

𝑐𝑎𝑙𝑡: factor de corrección del caudal por ubicación en altura;

𝑐𝑒𝑥𝑝: factor de corrección del caudal por exposición a la intemperie;

𝜂: tasa de renovaciones de aire, en 1/ℎ;

𝑉𝑛𝑒𝑡𝑜: volumen neto de la zona térmica considerada, en 𝑚3.





𝑞𝑣𝑒 =1



𝑚3

𝑠

𝑞𝑖𝑛𝑓 = 𝑐𝑎𝑙𝑡𝑐𝑒𝑥𝑝2,5 10−4 𝛼𝐿 𝛼𝐿,𝑑

𝑖=1

𝑁

𝑎𝑣,𝑖𝑙𝑖𝑏𝑡𝑟,𝑖 + 𝛼𝐿,𝑐

𝑗=1

𝑀

𝐴𝑟𝑣,𝑗𝑏𝑡𝑟,𝑗𝑚3

𝑠

Caudal de ingreso de aire debido a INFILTRACIONES:




𝛼𝐿 , 𝛼𝐿,𝑑 , 𝛼𝐿,𝑐: parámetros adimensionales de ajuste;

𝑎𝑣: área de fuga por metro lineal de junta de la i-ésima abertura de la zona térmica, en 𝑐𝑚2/𝑚;

𝑙𝑖: longitud total de juntas de la i-ésima abertura de la zona térmica, en 𝑚;

𝐴𝑟𝑣,𝑗 : área neta de fuga del j-ésimo elemento de la envolvente, a través del cual pudieran

producirse infiltraciones de aire, en 𝑐𝑚2.


𝑖=1

𝑁


𝑗=1

𝑀


𝑠

𝐴𝐿 =

𝑖=1

𝑁

𝑎𝑣,𝑖𝑙𝑖 +

𝑗=1

𝑀

𝐴𝑟𝑣,𝑗 𝑐𝑚2

Área total de fuga a través de las

aberturas presentes en la zona

térmica

Área total de fuga de los elementos de la

envolvente a través de los cuales pudieran

producirse fugas de aire









TIPO DE

APERTURA

NIVEL DE HERMETICIDAD

BUENO REGULAR MALO

Fija 0 0 0

Batiente 2,54 3,81 6,35

Basculante 2,54 3,81 6,35

Oscilante 2,54 3,81 6,35

Corrediza 6,35 9,53 15,88

Guillotina 6,35 9,53 15,88

Proyectante 2,54 3,81 6,35

Oscilobatiente 2,54 3,81 6,35

Área de fuga por metro lineal de junta (𝑎𝑣), en 𝑐𝑚2/𝑚




FIJA BATIENTE BASCULANTE OSCILANTE




CORREDIZA GUILLOTINA PROYECTANTE OSCILOBATIENTE

El valor de 𝑞𝑖𝑛𝑓 deberá ser mayor o igual al valor de caudal definido por la tasa mínima de

renovaciones de aire debido a condiciones de higiene y salubridad para la habitabilidad de los

ambientes, adoptada como 𝜂𝑚í𝑛 = 0,30 1/ℎ.

𝑞𝑖𝑛𝑓 ≥𝜂𝑚í𝑛𝑉𝑛𝑒𝑡𝑜3600

𝑚3

𝑠






𝑖=1

𝑁


𝑗=1

𝑀


𝑠




𝐾


por transmisión





𝐻𝑔 = 𝐴𝑓𝐾𝑓𝑊

𝐾

𝐴𝑓: área interior al polígono que delimita la zona térmica en planta, en 𝑚2.

𝐾𝑓: transmitancia térmica del elemento constructivo que conforma la superficie horizontal en

contacto directo con el terreno, en 𝑊/𝑚2𝐾.


CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS𝐻 = 𝐻𝑡𝑟 + 𝐻𝑣𝑒 +𝑯𝒈

COEFICIENTE DE INTERCAMBIO TÉRMICO A TRAVÉS DEL TERRENO

𝐾𝑓 =

2𝜆𝑠𝜋𝐵′ + 𝑑𝑡

𝑙𝑛𝜋𝐵′

𝑑𝑡+ 1 𝑠𝑖 𝑑𝑡 < 𝐵

′

𝜆𝑠0,457𝐵′ + 𝑑𝑡

𝑠𝑖 𝑑𝑡 ≥ 𝐵′

𝑊

𝑚2𝐾

Parámetros característicos

𝐵′ =𝐴𝑓

0,5 𝑃𝑓 Relación Área – Perímetro:

𝑃𝑓

𝐴𝑓





𝑑𝑡 = 𝑤 + 𝜆𝑠 𝑅𝑠𝑖 + 𝑅𝑓 + 𝑅𝑠𝑒 [𝑚] Espesor equivalente:

𝑒1, 𝜆1

𝑒2, 𝜆2 𝑅𝑓 =

𝑖=1

𝑁𝑒𝑖𝜆𝑖

𝑚2𝐾

𝑊

𝑤: espesor de la pared exterior, en 𝑚.





𝛿 =3,15. 107 𝜆𝑠𝜋𝜌𝑠𝑐𝑠

𝑚 Profundidad de penetración para período anual:




DESCRIPCIÓN 𝝀𝒔W

mK𝝆𝒔𝒄𝒔

J

m3K𝜹 [m]

Arcilla / Limo 1,50 3,0.106 2,20

Arena / Grava 2,00 2,0.106 3,20

Roca homogénea 3,50 2,0.106 4,20

Propiedades de los suelos y rocas que constituyen el terreno

𝐻𝑔 = 𝐴𝑓𝐾𝑓𝑊

𝐾

𝐾𝑓: transmitancia térmica del elemento constructivo que conforma la superficie horizontal en

contacto directo con el terreno, en 𝑊/𝑚2𝐾.




𝐾𝑓 =

2𝜆𝑠𝜋𝐵′ + 𝑑𝑡

𝑙𝑛𝜋𝐵′

𝑑𝑡+ 1 𝑠𝑖 𝑑𝑡 < 𝐵

′

𝜆𝑠0,457𝐵′ + 𝑑𝑡

𝑠𝑖 𝑑𝑡 ≥ 𝐵′

𝑊

𝑚2𝐾




𝐾


por transmisión






CONSTANTE DE TIEMPO

CONSTANTE DE TIEMPO


La constante de tiempo es un parámetro que sintetiza el comportamiento dinámico de una vivienda.

Es la característica que permite “corregir” los resultados del modelo estacionario para considerar los

efectos dinámicos que suceden en la realidad. (No se consideran las hipótesis del modelo estacionario).

Para definirla, se debe suponer una situación “ideal”, según se describe a continuación.

La temperatura externa se mantiene constante desde hace “varios días”.

La vivienda tiene todos sus equipos activos apagados, por lo tanto luego de un tiempo la

temperatura interior de la vivienda será igual a la temperatura exterior.

Súbitamente la temperatura exterior baja en un valor ∆𝑇.

La temperatura interna de la vivienda luego de un tiempo alcanzará el nuevo valor de

temperatura externa, pero esto no será inmediato.

CONSTANTE DE TIEMPO


El tiempo que tarda el aire interior de la vivienda en copiar el 63% del salto térmico exterior, es la

constante de tiempo (𝝉).

CONSTANTE DE TIEMPO


El tiempo que tarda el aire interior de la vivienda en copiar el 63% del salto térmico exterior, es la

constante de tiempo (𝝉). Comparando dos viviendas con distinta constante de tiempo, resulta:

CONSTANTE DE TIEMPO


𝐶: capacidad térmica interna de la zona térmica considerada, en 𝑘𝑊ℎ/𝐾;

𝐻: coeficiente global de intercambio térmico de la zona térmica considerada, en𝑊/𝐾.

𝐻 = 𝐻𝑡𝑟 + 𝐻𝑣𝑒 + 𝐻𝑔

𝜏 =𝐶

𝐻(103) [ℎ]

Coeficiente de intercambio

térmico por transmisión

Coeficiente de intercambio térmico a través

del terreno en régimen estacionario

Coeficiente de intercambio

térmico por ventilación e

infiltraciones+ +

CONSTANTE DE TIEMPO

CAPACIDAD TÉRMICA INTERNA

La capacidad térmica interna de una determinada zona térmica brinda una estimación de la energía

que pueden acumular los elementos constructivos que conforman la envolvente térmica que la

delimita, y aquellos interiores a la misma.

Representa el grado de insensibilidad de la zona térmica a las variaciones de temperatura.

Para el cálculo, resulta necesario identificar los elementos constructivos a considerar. Se

excluyen todos los cerramientos transparentes y aberturas de cualquier tipo, ya que no tendrán

incidencia en el cálculo de la capacidad térmica interna de la zona, dado que su masa es

despreciable en comparación con la del resto de los elementos constructivos.


CAPACIDAD TÉRMICA INTERNA

En primer lugar, se deberán identificar los elementos constructivos a considerar en el cálculo de

acuerdo a la siguiente diferenciación:

En el caso de zonas térmicas compuestas por un único ambiente climatizado (sin elementos

de separación internos) se deberán considerar únicamente los elementos que componen la

envolvente térmica que delimita la zona en cuestión.

En el caso de zonas térmicas compuestas por más de un ambiente climatizado, se deberán

considerar, además de los elementos que componen la envolvente térmica que delimita la zona,

aquellos que materializan la división entre los distintos ambientes.

CONSTANTE DE TIEMPO


𝐶 =1

3,6

𝑖=1

𝑁

𝐴𝑖𝜅𝑚,𝑖 (10−6)

𝑘𝑊ℎ

𝐾

𝐴𝑖: área interna del i-ésimo elemento considerado, en 𝑚2;

𝜅𝑚,𝑖: capacidad térmica por unidad de superficie del i-ésimo elemento, en 𝐽/𝑚2𝐾;

𝑁: cantidad total de elementos que se contabilizan para el cálculo.

CAPACIDAD TÉRMICA interna de la zona térmica considerada (C):

CONSTANTE DE TIEMPO


𝜏𝑖: constante de tiempo de la i-ésima zona térmica, en ℎ;

𝑉𝑛𝑒𝑡𝑜,𝑖: volumen neto de la i-ésima zona térmica, en 𝑚3.

𝑁: cantidad total de zonas térmicas que componen la vivienda.

𝜏 = 𝑖𝑁 𝜏𝑖 𝑉𝑛𝑒𝑡𝑜,𝑖 𝑖𝑁𝑉𝑛𝑒𝑡𝑜,𝑖

[ℎ]

CONSTANTE DE TIEMPO de la vivienda:

CONSTANTE DE TIEMPO


PÉRDIDAS

ENERGÍA TÉRMICA INTERCAMBIADA POR TRANSMISIÓN, RADIACIÓN Y VENTILACIÓN

PÉRDIDAS

𝑄𝑡𝑟; 𝑟𝑎𝑑; 𝑣𝑒 = 𝑄𝑡𝑟 + 𝑄𝑟𝑎𝑑 + 𝑄𝑣𝑒 [𝑘𝑊ℎ]


transmisión


ventilación e infiltraciones


radiación hacia la bóveda

Energía térmica intercambiada por transmisión:

𝑸𝒕𝒓 =1

1000𝐻𝑡𝑟 𝜃𝑖𝑛𝑡 − 𝜃𝑒𝑥𝑡 +Ф𝑡𝑒𝑟𝑟 𝑇 [𝑘𝑊ℎ]


PÉRDIDAS

𝑄𝑡𝑟; 𝑟𝑎𝑑; 𝑣𝑒 = 𝑸𝒕𝒓 + 𝑄𝑟𝑎𝑑 + 𝑄𝑣𝑒 [𝑘𝑊ℎ]

𝐻𝑡𝑟: coeficiente de intercambio térmico por transmisión, en 𝑊/𝐾;

𝜃𝑖𝑛𝑡: temperatura interna de confort, en ℃;

𝜃𝑒𝑥𝑡: temperatura media del mes considerado, en ℃;

𝑇: intervalo de tiempo analizado, expresado en horas. 𝑇 = 𝑑í𝑎𝑠 𝑑𝑒𝑙 𝑚𝑒𝑠 𝑥 24 ℎ


PÉRDIDAS

Flujo de energía térmica

a través del terreno

Energía térmica intercambiada por transmisión:

𝑸𝒕𝒓 =1

1000𝐻𝑡𝑟 𝜃𝑖𝑛𝑡 − 𝜃𝑒𝑥𝑡 +Ф𝑡𝑒𝑟𝑟 𝑇 [𝑘𝑊ℎ]

𝑄𝑡𝑟; 𝑟𝑎𝑑; 𝑣𝑒 = 𝑸𝒕𝒓 + 𝑄𝑟𝑎𝑑 + 𝑄𝑣𝑒 [𝑘𝑊ℎ]

FLUJO DE ENERGÍA TÉRMICA POR TRANSMISIÓN A TRAVÉS DEL TERRENO

Ф𝑡𝑒𝑟𝑟 = 𝐻𝑔 𝜃𝑖𝑛𝑡,𝑚 − 𝜃𝑒𝑥𝑡,𝑚 − 𝐻𝑝𝑖𝛥𝜃𝑖𝑛𝑡2𝑐𝑜𝑠 2𝜋

𝑚 − 𝑛 + 𝛼

12+ 𝐻𝑝𝑒

𝛥𝜃𝑒𝑥𝑡2𝑐𝑜𝑠 2𝜋

𝑚 − 𝑛 − 𝛽

12[𝑊]

Coeficiente de intercambio térmico a través

del terreno en régimen estacionario


interno periódico a través del terreno


externo periódico a través del terreno


PÉRDIDAS



PÉRDIDAS

𝜃𝑒𝑥𝑡𝜃𝑖𝑛𝑡


interno periódico a través del terreno


externo periódico a través del terreno

𝐻𝑝𝑖 = 𝐴𝑓𝜆𝑠𝑑𝑡

2

1 +𝛿𝑑𝑡

2

+ 1

𝑊

𝐾𝐻𝑝𝑒 = 0,37 𝑃𝑓 𝜆𝑠 ln 1 +

𝛿

𝑑𝑡

𝑊

𝐾



𝑚 − 𝑛 + 𝛼

12+ 𝐻𝑝𝑒


𝑚 − 𝑛 − 𝛽

12[𝑊]


PÉRDIDAS

𝜃𝑖𝑛𝑡,𝑚: temperatura interior media anual 𝜃𝑖𝑛𝑡,𝑚 = 23℃

𝜃𝑒𝑥𝑡,𝑚: temperatura exterior media anual;

∆𝜃𝑖𝑛𝑡: diferencia entre la temperatura de confort de invierno y verano ∆𝜃𝑖𝑛𝑡 = 6℃

∆𝜃𝑒𝑥𝑡: amplitud térmica anual;



𝑚 − 𝑛 + 𝛼

12+ 𝐻𝑝𝑒


𝑚 − 𝑛 − 𝛽

12[𝑊]


PÉRDIDAS

𝑛: número de mes en el cual la temperatura media es mínima;

𝑚: número del mes considerado;

𝛼: adelanto del flujo de calor en relación a la temperatura interior;

𝛽: retraso del flujo de calor en relación a la temperatura exterior.



𝑚 − 𝑛 + 𝛼

12+ 𝐻𝑝𝑒


𝑚 − 𝑛 − 𝛽

12[𝑊]


PÉRDIDAS

Parámetros de desfasaje

𝛼 = 1,5 −12

2𝜋𝑎𝑟𝑐𝑡𝑎𝑛

𝑑𝑡𝑑𝑡 + 𝛿

Adelanto del flujo de calor en relación a la temperatura interior (𝛼):

𝛽 = 1,5 − 0,42 ln𝛿

𝑑𝑡 + 1

Retraso del flujo de calor en relación a la temperatura exterior (𝛽):



PÉRDIDAS


PÉRDIDAS



transmisión





Energía térmica intercambiada por radiación a la bóveda celeste:

𝑸𝒓𝒂𝒅 =1

1000Ф𝑟𝑎𝑑𝑇 [𝑘𝑊ℎ]


PÉRDIDAS

𝑄𝑡𝑟; 𝑟𝑎𝑑; 𝑣𝑒 = 𝑄𝑡𝑟 + 𝑸𝒓𝒂𝒅 + 𝑄𝑣𝑒 [𝑘𝑊ℎ]


por radiación a la bóveda


PÉRDIDAS



Φ𝑟𝑎𝑑 = 𝑅𝑠𝑒 𝐾𝑒 𝐴𝑒 𝐹𝑟 ℎ𝑟𝑎𝑑 ∆𝜃𝑒𝑟


Φ𝑟𝑎𝑑

𝐴𝑒 𝐹𝑟 ℎ𝑟𝑎𝑑 ∆𝜃𝑒𝑟

Φ∗


𝑅𝑒𝐴𝑒


FLUJO DE ENERGÍA TÉRMICA POR RADIACIÓN HACIA LA BÓVEDA CELESTE

Ф𝑟𝑎𝑑 =

𝑖=1

𝑁

𝑅𝑠𝑒 𝐾𝑒,𝑖 𝐴𝑒,𝑖 𝐹𝑟,𝑖 ℎ𝑟 𝛥𝜃𝑒𝑟 [𝑊]

𝑅𝑠𝑒: resistencia superficial externa, en 𝑚2𝐾/𝑊;

𝐾𝑒,𝑖: transmitancia térmica del i-ésimo elemento de la envolvente térmica que intercambia energía

térmica con la bóveda celeste, en 𝑊/𝑚2𝐾;

𝐴𝑒,𝑖: área interna del i-ésimo elemento de la envolvente térmica que intercambia energía térmica

con la bóveda celeste, en 𝑚2;


PÉRDIDAS


𝐹𝑟,𝑖: factor de vista del i-ésimo elemento de la envolvente térmica;

𝐹𝑟 = 1

𝐹𝑟 = 0,5

Ф𝑟𝑎𝑑 =

𝑖=1

𝑁



PÉRDIDAS


𝐹𝑟 = 1

𝐹𝑟 = 0,5

𝐹𝑟 = 0,5


PÉRDIDAS


ℎ𝑟: coeficiente de intercambio térmico por radiación a la bóveda celeste linealizado

Superficies opacas ℎ𝑟 = 4,5 𝑊/𝑚2𝐾

Superficies transparentes ℎ𝑟 = 4,185𝑊/𝑚2𝐾

𝛥𝜃𝑒𝑟: diferencia de temperatura superficial exterior media del elemento de la envolvente

considerado y la temperatura aparente del cielo 𝛥𝜃𝑒𝑟 = 11℃

Ф𝑟𝑎𝑑 =

𝑖=1

𝑁



PÉRDIDAS



PÉRDIDAS



transmisión





𝐻𝑣𝑒: coeficiente de intercambio térmico por ventilación e infiltraciones, en 𝑊/𝐾;

𝜃𝑖𝑛𝑡: temperatura interna de confort, en ℃;

𝜃𝑒𝑥𝑡: temperatura media del mes considerado, en ℃;

𝑇: intervalo de tiempo analizado, en ℎ. 𝑇 = 𝑑í𝑎𝑠 𝑑𝑒𝑙 𝑚𝑒𝑠 𝑥 24 ℎ

Energía térmica intercambiada por ventilación e infiltraciones:

𝑸𝒗𝒆 =1

1000𝐻𝑣𝑒 𝜃𝑖𝑛𝑡 − 𝜃𝑒𝑥𝑡 𝑇 [𝑘𝑊ℎ]


PÉRDIDAS

𝑄𝑡𝑟; 𝑟𝑎𝑑; 𝑣𝑒 = 𝑄𝑡𝑟 + 𝑄𝑟𝑎𝑑 + 𝑸𝒗𝒆 [𝑘𝑊ℎ]

GANANCIAS

APORTES TÉRMICOS GRATUITOS TOTALES

GANANCIAS

𝑄𝑔𝑟 = 𝑄𝑖𝑛𝑡 + 𝑄𝑠𝑜𝑙 [𝑘𝑊ℎ]

Aportes gratuitos de energía térmica

de origen interno


de origen solar


GANANCIAS

𝑄𝑔𝑟 = 𝑸𝒊𝒏𝒕 + 𝑄𝑠𝑜𝑙 [𝑘𝑊ℎ]

Aportes gratuitos de energía térmica de origen interno:

𝑇: intervalo de tiempo analizado, en ℎ.


debido a aportes internos

𝑸𝒊𝒏𝒕 =1

1000Ф𝑖𝑛𝑡𝑇 [𝑘𝑊ℎ]


GANANCIAS

𝑄𝑔𝑟 = 𝑸𝒊𝒏𝒕 + 𝑄𝑠𝑜𝑙 [𝑘𝑊ℎ]


𝑸𝒊𝒏𝒕 =1

1000Ф𝑖𝑛𝑡𝑇 [𝑘𝑊ℎ]

Ф𝑖𝑛𝑡 =

5,294𝐴𝑢 − 0,01557𝐴𝑢2 𝐴𝑧𝑜𝑛𝑎𝐴𝑢

𝑠𝑖 𝐴𝑢 ≤ 170𝑚2

450𝐴𝑧𝑜𝑛𝑎𝐴𝑢

𝑠𝑖 𝐴𝑢 > 170𝑚2

𝑊


GANANCIAS



GANANCIAS

𝑄𝑔𝑟 = 𝑄𝑖𝑛𝑡 + 𝑄𝑠𝑜𝑙 [𝑘𝑊ℎ]


de origen interno


de origen solar


GANANCIAS

𝑄𝑔𝑟 = 𝑄𝑖𝑛𝑡 + 𝑸𝒔𝒐𝒍 [𝑘𝑊ℎ]

Aportes gratuitos de energía térmica de origen solar:

𝑇: intervalo de tiempo analizado, en ℎ.

Flujo de energía térmica debido

a aportes de origen solar

𝑸𝒔𝒐𝒍 =1

1000Ф𝑠𝑜𝑙𝑇 [𝑘𝑊ℎ]

Ф𝑠𝑜𝑙 =

𝑖=1

𝑁

𝜙𝑠𝑜𝑙,𝑖 +

𝑗=1

𝑀

(1 − 𝑏𝑡𝑟,𝑗)

𝑘=1

𝐿

𝜙𝑠𝑜𝑙,𝑘 𝑊

𝜙𝑠𝑜𝑙,𝑖: flujo térmico medio de origen solar incidente sobre el i-ésimo elemento de la envolvente

térmica de la zona considerada, en𝑊;

𝜙𝑠𝑜𝑙,𝑘: flujo térmico medio de origen solar incidente sobre el k-ésimo elemento de la envolvente de

un ambiente no climatizado adyacente a la zona térmica considerada, en𝑊;

FLUJO DE ENERGÍA TÉRMICA DE ORIGEN SOLAR


GANANCIAS

𝑏𝑡𝑟,𝑗: factor de corrección del intercambio térmico del j-ésimo elemento de la envolvente térmica de

la zona considerada, que es adyacente a un ambiente no climatizado en cuya envolvente incide la

radiación solar.

Ф𝑠𝑜𝑙 =

𝑖=1

𝑁


𝑗=1

𝑀

(1 − 𝑏𝑡𝑟,𝑗)

𝑘=1

𝐿




GANANCIAS

Ф𝑠𝑜𝑙 =

𝑖=1

𝑁


𝑗=1

𝑀

(1 − 𝑏𝑡𝑟,𝑗)

𝑘=1

𝐿


𝜙𝑠𝑜𝑙: flujo térmico medio de origen solar incidente sobre:

…el i-ésimo elemento de la envolvente térmica de la zona considerada.

…el k-ésimo elemento de la envolvente de un ambiente no climatizado adyacente a la zona térmica.

𝑏𝑡𝑟,𝑗: factor de corrección del intercambio térmico del j-ésimo elemento de la envolvente térmica de la zona

considerada, que es adyacente a un ambiente no climatizado en cuya envolvente incide la radiación solar.



GANANCIAS


GANANCIAS



Φ𝑠𝑜𝑙 = 𝛼𝑠𝑜𝑙𝑅𝑠𝑒𝐾𝑒𝐴𝑒𝐼𝑠𝑜𝑙𝐹𝑆


Φ𝑠𝑜𝑙 Φ∗

𝐹𝑆 𝛼𝑠𝑜𝑙 𝐴𝑒 𝐼𝑠𝑜𝑙


𝑅𝑒𝐴𝑒



Flujo térmico medio de origen solar

𝜙𝑠𝑜𝑙 = 𝐴𝑠𝑜𝑙 𝐼𝑠𝑜𝑙 𝐹𝑠 𝑊

𝐴𝑠𝑜𝑙: área de captación solar efectiva (área de incidencia de la radiación solar) del elemento de la

envolvente térmica adyacente al exterior, con orientación y ángulo de inclinación respecto del plano

horizontal definidos, en 𝑚2.

Se calcula de manera diferente según se trate de un elemento opaco o transparente.



GANANCIAS

Si el elemento de la envolvente sobre el que incide la radiación solar es OPACO:

𝐴𝑠𝑜𝑙 = 𝛼𝑠𝑜𝑙 𝑅𝑠𝑒 𝐾𝑒 𝐴𝑐 𝑚2

𝑅𝑠𝑒: resistencia superficial externa, en 𝑚2𝐾/𝑊;

𝐾𝑒: transmitancia térmica del elemento de la envolvente considerado, en𝑊/𝑚2𝐾;

𝐴𝑐: área opaca proyectada sobre el plano según el cual se adoptó la irradiancia solar media

mensual, en 𝑚2;

𝛼𝑠𝑜𝑙: coeficiente de absorción de la radiación solar de la superficie del elemento de la envolvente

considerado.



GANANCIAS



GANANCIAS

TERMINACIÓN DE LA SUPERFICIE EXPUESTA 𝜶𝒔𝒐𝒍

Aluminio envejecido 0,75

Aluminio natural 0,35

Cobertura vegetal con follaje de alta densidad 0,10

Material de frente / superficie texturada en color blanco 0,30

Material de frente / superficie texturada en color claro 0,50

Material de frente / superficie texturada en color medio 0,70

Material de frente / superficie texturada en color oscuro 0,90

Otras terminaciones / revestimientos en tonos claros en general 0,45

Otras terminaciones / revestimientos en tonos medios en general 0,65

Otras terminaciones / revestimientos en tonos oscuros en general 0,85

Pintura / superficie lisa en color blanco 0,20

Pintura / superficie lisa en color claro 0,40

Pintura / superficie lisa en color medio 0,60

Pintura / superficie lisa en color oscuro 0,80

Coeficiente de absorción de la radiación solar (𝛼𝑠𝑜𝑙) para distintos tipos de superficie

Si el elemento de la envolvente sobre el que incide la radiación solar es TRANSPARENTE:

𝐴𝑠𝑜𝑙 = 𝜏𝑣 𝐴𝑣 𝐹𝑝𝑟 1 − 𝐹𝑚𝑎𝑟𝑐𝑜 𝑚2

𝜏𝑣: coeficiente de transmisión solar directa a través del elemento transparente considerado;

𝐴𝑣: área total del cerramiento proyectada sobre el plano según el cual se adoptó la irradiancia solar

media mensual, en 𝑚2;

𝐹𝑚𝑎𝑟𝑐𝑜: factor de marco, que representa la fracción opaca del área total del cerramiento;

𝐹𝑝𝑟: factor de reducción de los aportes solares debido a la utilización de protecciones móviles

paralelas a la superficie transparente.



GANANCIAS

𝐹𝑝𝑟 =𝜏𝑣 1 − 𝑓𝑝𝑟 + 𝜏𝑝𝑓𝑝𝑟

𝜏𝑣

𝜏𝑣: coeficiente de transmisión solar directa a través del elemento transparente;

𝜏𝑝: coeficiente de transmisión solar directa del cerramiento, es decir, del conjunto conformado por el

elemento transparente y la protección correspondiente;

𝑓𝑝𝑟 : fracción de tiempo en que la protección es utilizada, ponderada sobre la radiación solar

incidente.



GANANCIAS



GANANCIAS

PROTECCIÓN 𝝉𝑷

Cortina de enrollar de madera 0,22

Cortina de enrollar de PVC 0,22

Postigos de madera 0,25

Postigos de aluminio 0,25

Sin protección 1,00

Cortina de enrollar de aluminio 0,22

Postigos de chapa 0,25

Cortina roller black out exterior 0,22

Celosía de aluminio inyectada en poliuretano 0,25

Cortina de enrollar de chapa microperforada 0,25

Coeficiente de transmisión solar directa del cerramiento (𝜏𝑝) para distintos tipos de protección



GANANCIAS


𝜙𝑠𝑜𝑙 = 𝐴𝑠𝑜𝑙 𝑰𝒔𝒐𝒍 𝐹𝑠 𝑊

𝐼𝑠𝑜𝑙: irradiancia solar media mensual, en𝑊/𝑚2.

Se obtiene de tablas, para cada zona climática, y para distintos planos.


𝜙𝑠𝑜𝑙 = 𝐴𝑠𝑜𝑙 𝐼𝑠𝑜𝑙 𝑭𝒔 𝑊

𝐹𝑠: factor de reducción del área de captación solar efectiva, debido a sombras generadas por

elementos externos.

𝐹𝑠 = 𝑓′ℎ𝑜𝑟 𝑓′𝑠𝑢𝑝 𝑓′𝑖𝑧𝑞 𝑓′𝑑𝑒𝑟

Contempla una reducción del área de captación solar de un elemento de la envolvente, debido a la

presencia de obstáculos externos que se interponen a la radiación directa del sol (obstáculos en el

horizonte (𝑓′ℎ𝑜𝑟), obstáculos superiores (𝑓′𝑠𝑢𝑝) y obstáculos laterales (𝑓′𝑖𝑧𝑞 𝑓′𝑑𝑒𝑟)).



GANANCIAS

Factor de reducción por sombras debido a OBSTÁCULOS EN EL HORIZONTE



GANANCIAS

Factor de reducción por sombras debido a OBSTÁCULOS EN EL HORIZONTE corregido (𝑓′ℎ𝑜𝑟):

𝑓′ℎ𝑜𝑟 = 𝛿𝑜𝑏𝑠 𝒇𝒉𝒐𝒓 + (1 − 𝒇𝒉𝒐𝒓) 𝜉 − 1 + 1

𝒇𝒉𝒐𝒓 : factor de reducción por sombras debido a

obstáculos en el horizonte Existe un valor para

cada orientación y en función del ángulo (𝛼) que

queda comprendido entre la horizontal y el segmento

que une la mitad de la superficie del elemento

considerado y el extremo superior del obstáculo;



GANANCIAS


𝑓′ℎ𝑜𝑟 = 𝜹𝒐𝒃𝒔 𝑓ℎ𝑜𝑟 + (1 − 𝑓ℎ𝑜𝑟) 𝜉 − 1 + 1

𝜹𝒐𝒃𝒔 : relación entre el ancho medio del área

proyectada del obstáculo sobre la superficie del

elemento de la envolvente considerado, y el ancho

de dicho elemento; es decir 𝛿𝑜𝑏𝑠 = 𝛿1 𝛿2;

𝛿1

𝛿2



GANANCIAS

OBSTÁCULO

VIVIENDA


𝑓′ℎ𝑜𝑟 = 𝛿𝑜𝑏𝑠 𝑓ℎ𝑜𝑟 + (1 − 𝑓ℎ𝑜𝑟) 𝝃 − 1 + 1

𝝃: factor característico del tipo de obstáculo, que contempla el grado de obstrucción que el mismo

provoca sobre la radiación solar directa.

• Si el obstáculo en el horizonte es un árbol, o un conjunto de ellos:

𝜉 = 1 − 휀 1 − 𝜒

• Si el obstáculo en el horizonte es un edificio o un elemento de características similares:

𝜉 = 0



GANANCIAS



GANANCIAS

TIPO DE FOLLAJE 𝜺

Muy tupido hoja grande 1,00

Muy tupido hoja pequeña 0,95

Intermedio hoja grande 0,60

Intermedio hoja pequeña 0,50

Pocas hojas grandes 0,20

Pocas hojas pequeñas 0,15

Índice de follaje (휀)

MES HOJA PERENNE HOJA CADUCA

Enero 1,00 1,00

Febrero 1,00 0,95

Marzo 1,00 0,85

Abril 1,00 0,75

Mayo 1,00 0,40

Junio 1,00 0,20

Julio 1,00 0,25

Agosto 1,00 0,40

Septiembre 1,00 0,60

Octubre 1,00 0,70

Noviembre 1,00 0,90

Diciembre 1,00 1,00

Factor de persistencia (χ)

Factor de reducción por sombras debido a OBSTÁCULOS SUPERIORES



GANANCIAS

Factor de reducción por sombras debido a OBSTÁCULOS SUPERIORES corregido (𝑓′𝑠𝑢𝑝):

𝑓′𝑠𝑢𝑝 = 𝒇𝒔𝒖𝒑 + 1 − 𝒇𝒔𝒖𝒑 𝜉

Sólo se consideran obstáculos horizontales superiores o las proyecciones

de obstáculos oblicuos sobre elementos verticales de la envolvente.

𝒇𝒔𝒖𝒑 Existe un valor para cada orientación, en función del ángulo (𝛼)

que queda comprendido entre la vertical y el segmento que une la mitad

de la superficie del elemento considerado y el extremo del alero u

obstáculo superior.



GANANCIAS


ZONA TÉRMICA

M2(EXT)

M3(EXT)

M4(EXT)

M15(EXT)

M16(EXT)


GANANCIAS

Factor de reducción por sombras debido a OBSTÁCULOS LATERALES



GANANCIAS

Factor de reducción por sombras debido a OBSTÁCULOS LATERALES corregido (𝑓′𝑖𝑧𝑞 , 𝑓′𝑑𝑒𝑟):

𝑓′𝑖𝑧𝑞/𝑑𝑒𝑟 = 𝒇𝒊𝒛𝒒/𝒅𝒆𝒓 + 1 − 𝒇𝒊𝒛𝒒/𝒅𝒆𝒓 𝜉

La distinción entre obstáculos laterales se realiza mirando desde

el elemento de la envolvente considerado, hacia el exterior.

𝒇𝒊𝒛𝒒, 𝒇𝒅𝒆𝒓 Existe un valor para cada orientación, en función del

ángulo (𝛼) que queda comprendido entre la superficie del

elemento considerado y el segmento que une la mitad de dicha

superficie con el extremo del obstáculo lateral.



GANANCIAS


ZONA TÉRMICA

M2(EXT)

M3(EXT)

M4(EXT)

M7(EXT)

M8(EXT)

M9(EXT)

M10(EXT)M12

(EXT)

M13(EXT)M17

(EXT)


GANANCIAS

FACTOR DE UTILIZACIÓN

FACTOR DE UTILIZACIÓN DE LOS APORTES TÉRMICOS GRATUITOS


No todos los aportes gratuitos que ingresan a una zona térmica durante un mes pueden aprovecharse

para disminuir los requerimientos de energía para calefacción en invierno.

Puede darse la situación de que ingrese calor gratuito en momentos en que no se necesita.

Resulta necesario definir un factor de utilización de los aportes térmicos gratuitos (𝜂𝑔𝑟), que

contemple los efectos dinámicos en la determinación del requerimiento de energía para

calefacción en invierno.

𝜂𝑔𝑟 =

1 − 𝛾𝑖𝑛𝑣𝛼𝑖𝑛𝑣

1 − 𝛾𝑖𝑛𝑣(𝛼𝑖𝑛𝑣+1)

𝑠𝑖 𝛾𝑖𝑛𝑣 > 0 𝑦 𝛾𝑖𝑛𝑣 ≠ 1

𝛼𝑖𝑛𝑣𝛼𝑖𝑛𝑣 + 1

𝑠𝑖 𝛾𝑖𝑛𝑣 = 1

𝛾𝑖𝑛𝑣: relación entre los aportes térmicos gratuitos totales y las pérdidas térmicas totales;

𝛼𝑖𝑛𝑣: parámetro numérico adimensional de ajuste.



Relación entre los aportes térmicos gratuitos totales y las pérdidas térmicas totales (𝛾𝑖𝑛𝑣):

𝛾𝑖𝑛𝑣 =𝑄𝑔𝑟

𝑄𝑡𝑟; 𝑟𝑎𝑑;𝑣𝑒

Parámetro numérico adimensional de ajuste (𝛼𝑖𝑛𝑣):

𝛼𝑖𝑛𝑣 = 𝛼𝑖𝑛𝑣,0 +𝜏

𝜏𝑖𝑛𝑣,0

𝛼𝑖𝑛𝑣,0: parámetro numérico adimensional de referencia EN INVIERNO, 𝜶𝒊𝒏𝒗,𝟎 = 𝟎

𝜏: constante de tiempo de la zona térmica considerada, en ℎ;

𝜏𝑖𝑛𝑣,0: constante de tiempo de referencia EN INVIERNO, 𝝉𝒊𝒏𝒗,𝟎 = 𝟏𝟏𝒉



FACTOR DE UTILIZACIÓN DE LOS APORTES TÉRMICOS GRATUITOS vs. 𝝉



No todas las dispersiones térmicas, es decir, las pérdidas de energía térmica por ventilación,

transmisión a través de la envolvente y radiación a la bóveda celeste, pueden ser aprovechadas para

disminuir los requerimientos de energía para refrigeración. Pues las mismas pueden producirse

durante momentos del día en los que no existe una demanda de refrigeración.

Resulta necesario definir un factor de utilización de las dispersiones térmicas (𝜂𝑑𝑖𝑠𝑝) , que

contemple los efectos dinámicos en la determinación del requerimiento de energía para

refrigeración en verano.

FACTOR DE UTILIZACIÓN DE LAS DISPERSIONES TÉRMICAS


𝜂𝑑𝑖𝑠𝑝 =

1 − 𝛾𝑣𝑒𝑟−𝛼𝑣𝑒𝑟

1 − 𝛾𝑣𝑒𝑟−(𝛼𝑣𝑒𝑟+1)

𝑠𝑖 𝛾𝑣𝑒𝑟 > 0 𝑦 𝛾𝑣𝑒𝑟 ≠ 1

𝛼𝑣𝑒𝑟𝛼𝑣𝑒𝑟 + 1

𝑠𝑖 𝛾𝑣𝑒𝑟 = 1

1 𝑠𝑖 𝛾𝑣𝑒𝑟 < 0

𝛾𝑣𝑒𝑟: relación entre los aportes térmicos gratuitos totales y las pérdidas térmicas totales;

𝛼𝑣𝑒𝑟: parámetro numérico adimensional de ajuste.




Relación entre los aportes térmicos gratuitos totales y las pérdidas térmicas totales (𝛾𝒗𝒆𝒓):

𝛾𝑣𝑒𝑟 =𝑄𝑔𝑟

𝑄𝑡𝑟; 𝑟𝑎𝑑;𝑣𝑒

Parámetro numérico adimensional de ajuste (𝛼𝒗𝒆𝒓):

𝛼𝑣𝑒𝑟 = 𝛼𝑣𝑒𝑟,0 +𝜏

𝜏𝑣𝑒𝑟,0

𝛼𝑣𝑒𝑟,0: parámetro numérico adimensional de referencia EN VERANO, 𝜶𝒊𝒏𝒗,𝟎 = 𝟎, 𝟒𝟎

𝜏: constante de tiempo de la zona térmica considerada, en ℎ;

𝜏𝑣𝑒𝑟,0: constante de tiempo de referencia EN VERANO, 𝝉𝒊𝒏𝒗,𝟎 = 𝟑𝟎𝒉


INVERSA DEL FACTOR DE UTILIZACIÓN DE LAS DISPERSIONES TÉRMICAS vs. 𝝉



CÁLCULO FINAL

CÁLCULO FINAL

CALEFACCIÓN EN INVIERNO


CÁLCULO FINAL

1. Definición del sistema de estudio

2. Definición del período de calefacción

3. Cálculo del requerimiento mensual de energía térmica (𝑄𝐼;𝑖)

4. Cálculo del requerimiento total (anual) de energía útil (𝐸𝑈;𝐼)

5. Cálculo del requerimiento total (anual) de energía secundaria (𝐸𝑆;𝐼)

6. Cálculo del requerimiento total (anual) de energía primaria (𝐸𝑃;𝐼)

7. Cálculo del requerimiento específico de energía primaria (𝐸𝑃𝐼)

Se define como el período de tiempo durante el cual se asume que los sistemas activos de

calefacción garantizan una temperatura de confort constante y uniforme en el interior de cada una

de las zonas térmicas definidas del inmueble.


CÁLCULO FINAL

PERÍODO DE CALEFACCIÓN

ROSARIO TUCUMAN BARILOCHE

Fecha de inicio 15-may 1-jun 1-mar

Fecha de finalización 15-sep 31-ago 30-nov

Períodos de calefacción para diferentes zonas climáticas del país


CÁLCULO FINAL

𝑄𝐼 = 𝑄𝑡𝑟; 𝑟𝑎𝑑; 𝑣𝑒 − 𝜂𝑔𝑟 𝑄𝑔𝑟 [𝑘𝑊ℎ]

REQUERIMIENTO MENSUAL DE ENERGÍA TÉRMICA

𝑄𝑡𝑟; 𝑟𝑎𝑑;𝑣𝑒: energía térmica intercambiada por transmisión a través de la envolvente térmica,

radiación a la bóveda celeste y ventilación, en 𝑘𝑊ℎ;

𝑄𝑔𝑟: aportes térmicos gratuitos totales, en 𝑘𝑊ℎ;

𝜂𝑔𝑟: factor de utilización de los aportes térmicos gratuitos.

𝐸𝑈;𝐼 =

𝑗=1

𝑀

𝑖=1

𝑁

𝑄𝐼;𝑖;𝑗 [𝑘𝑊ℎ]

𝑄𝐼;𝑖;𝑗: requerimiento mensual de energía térmica para calefacción

de la i-ésima zona térmica en el j-ésimo mes, en 𝑘𝑊ℎ.


CÁLCULO FINAL

REQUERIMIENTO TOTAL DE ENERGÍA ÚTIL

ENERGÍA TÉRMICA


𝑬𝑼;𝑰

𝜂𝑐;𝑖;𝑗 : rendimiento medio ponderado de los sistemas activos de

calefacción instalados en la i-ésima zona térmica, funcionando

durante el j-ésimo mes.

𝐸𝑆;𝐼 =𝐸𝑈;𝐼𝜼𝒄;𝒊;𝒋

[𝑘𝑊ℎ]

ENERGÍA TÉRMICA


ENERGÍA SECUNDARIA


RENDIMIENTO (𝜼𝒄) O 𝑪𝑶𝑷

𝑬𝑼;𝑰𝑬𝑺;𝑰


CÁLCULO FINAL

REQUERIMIENTO TOTAL DE ENERGÍA SECUNDARIA

Según tabla

Rendimiento medio (𝜂𝑐 ) o 𝐶𝑂𝑃 de los equipos de calefacción

INSTALACIÓN DE

CALEFACCIÓN

ETIQUETA DE EFICIENCIA ENERGÉTICA / AÑO DE FABRICACIÓN

A+++ A++ A+ A B C D E F G S/EAnterior

a 2018

2015-

2017

2012-

2015

2007-

2012

Anterior

a 2007

Aire Acondicionado (Compacto) - Modo calefacción - - - 3,40 3,30 3,10 2,80 2,50 2,30 2,20 - - 3,30 3,30 2,80 2,50

Aire Acondicionado (Split) - Modo calefacción - - - 3,60 3,50 3,30 3,00 2,70 2,50 2,40 - - 3,50 3,50 3,00 2,70

Calefactor / Estufa a gas (tiro balanceado) - - - 0,71 0,69 0,65 0,61 0,59 - - - 0,59 - - - -

Calefactor / Estufa a gas (tiro natural) - - - 0,71 0,69 0,65 0,61 0,59 - - - 0,59 - - - -

Calefactor / Estufa a gas (sin salida al exterior) - - - 0,71 0,69 0,65 0,61 0,59 - - - 0,59 - - - -

Radiador eléctrico (panel / caloventor / resistencia) - - - - - - - - - - 1,00 - - - - -

Caldera a gas 0,88 0,87 0,83 0,78 0,73 0,68 0,63 0,58 0,53 - - 0,53 - - - -

Caldera eléctrica - - - - - - - - - - 0,83 - - - - -

Estufa a leña con sistema de distribución - - - - - - - - - - 0,70 - - - - -

Estufa a leña (doble combustión) - - - - - - - - - - 0,80 - - - - -

Estufa a leña (tipo Salamandra) - - - - - - - - - - 0,35 - - - - -

Estufa a leña (tipo Sara) - - - - - - - - - - 0,75 - - - - -

Estufa a leña (tipo Rusa) - - - - - - - - - - 0,85 - - - - -

Estufa a leña (tipo Rocket) - - - - - - - - - - 0,85 - - - - -

Estufa a pellets - - - - - - - - - - 0,90 - - - - -

Estufa a chips - - - - - - - - - - 0,85 - - - - -

Hogar a leña - - - - - - - - - - 0,15 - - - - -

Rendimiento medio (𝜂𝑐 ) o 𝐶𝑂𝑃 de los equipos de calefacción

CÁLCULO FINAL

Los rendimientos y coeficientes de performance de cada equipo de calefacción y refrigeración corresponden a valores medios, y han sido determinados por la

Secretaría de Energía de la Nación, en función de la evolución de las normativas vigentes asociadas y los registros de ventas de cada período considerado.


𝑓𝑃;𝑖: factor de conversión a energía primaria, del vector energético

que alimenta los sistemas activos de calefacción instalados en la i-

ésima zona térmica.

𝐸𝑃;𝐼 = 𝐸𝑆;𝐼 𝒇𝑷;𝒊 [𝑘𝑊ℎ]

ENERGÍA TÉRMICA


ENERGÍA SECUNDARIA


𝑬𝑼;𝑰𝑬𝑺;𝑰


CÁLCULO FINAL

REQUERIMIENTO TOTAL DE ENERGÍA PRIMARIA

ENERGÍA PRIMARIA


FACTOR DE CONVERSIÓN 𝒇𝑷

𝑬𝑷;𝑰

RENDIMIENTO (𝜼𝒄) O 𝑪𝑶𝑷

𝑓𝑃;𝑖: Factor de conversión a energía primaria, del vector energético

que alimenta los sistemas activos de calefacción instalados en la i-

ésima zona térmica.

𝐸𝑃;𝐼 = 𝐸𝑆;𝐼 𝒇𝑷;𝒊 [𝑘𝑊ℎ]


CÁLCULO FINAL


VECTOR ENERGÉTICO 𝒇𝑷

Gas distribuido por redes 1,25

Gas licuado de petróleo 1,10

Electricidad 3,30

Carbón de leña 1,60

Factor de conversión de energía neta a energía primaria (𝑓𝑃)

𝐸𝑃;𝐼: requerimiento total de energía primaria para calefacción en

invierno, en 𝑘𝑊ℎ/año;

𝐴𝑢: superficie útil de la vivienda, en 𝑚2.

𝐸𝑃𝐼 =𝐸𝑃;𝐼𝑨𝒖

𝑘𝑊ℎ

𝑚2𝑎ñ𝑜


CÁLCULO FINAL

REQUERIMIENTO ESPECÍFICO DE ENERGÍA PRIMARIA

El requerimiento específico global de energía primaria, se calcula como la suma de los

requerimientos anuales de energía primaria para cada uno de los usos considerados.

𝑬𝑷𝑮𝑳 = 𝑬𝑷𝑰 + 𝑬𝑷𝑽 + 𝑬𝑷𝑨𝑪𝑺 + 𝑬𝑷𝑰𝑳𝑘𝑊ℎ

𝑚2𝑎ñ𝑜

CÁLCULO FINAL

REFRIGERACIÓN EN VERANO


CÁLCULO FINAL

1. Definición del sistema de estudio (idéntico al definido para calefacción en invierno)

2. Definición del período de refrigeración

3. Cálculo del requerimiento mensual de energía térmica (𝑄𝑉;𝑖)

4. Cálculo del requerimiento total (anual) de energía útil (𝐸𝑈;𝑉)

5. Cálculo del requerimiento total (anual) de energía secundaria (𝐸𝑆;𝑉)

6. Cálculo del requerimiento total (anual) de energía primaria (𝐸𝑃;𝑉)

7. Cálculo del requerimiento específico de energía primaria (𝐸𝑃𝑉)

Se define como el período de tiempo durante el cual se asume que los sistemas activos de

refrigeración garantizan una temperatura de confort constante y uniforme en el interior de cada

una de las zonas térmicas definidas del inmueble.


CÁLCULO FINAL

PERÍODO DE REFRIGERACIÓN

ROSARIO TUCUMAN BARILOCHE

Fecha de inicio 15-nov 1-nov 1-ene

Fecha de finalización 15-mar 31-mar 31-ene

Períodos de refrigeración para diferentes zonas climáticas del país


CÁLCULO FINAL

𝑄𝑉 = 𝑄𝑔𝑟− 𝜂𝑑𝑖𝑠𝑝 𝑄𝑡𝑟; 𝑟𝑎𝑑; 𝑣𝑒 [𝑘𝑊ℎ]

REQUERIMIENTO MENSUAL DE ENERGÍA TÉRMICA

𝑄𝑔𝑟: aportes térmicos gratuitos totales, en 𝑘𝑊ℎ;

𝑄𝑡𝑟; 𝑟𝑎𝑑;𝑣𝑒: energía térmica intercambiada por transmisión a través de la envolvente térmica,

radiación a la bóveda celeste y ventilación, en 𝑘𝑊ℎ;

𝜂𝑑𝑖𝑠𝑝: factor de utilización de las dispersiones térmicas.

ENERGÍA TÉRMICA


𝐸𝑈;𝑉 =

𝑗=1

𝑀

𝑖=1

𝑁

𝑄𝑉;𝑖;𝑗 [𝑘𝑊ℎ]

𝑄𝐼;𝑖;𝑗: requerimiento mensual de energía térmica para calefacción

de la i-ésima zona térmica en el j-ésimo mes, en 𝑘𝑊ℎ.


CÁLCULO FINAL

REQUERIMIENTO TOTAL DE ENERGÍA ÚTIL

𝑬𝑼;𝑽

𝜂𝑟;𝑖;𝑗 : rendimiento medio ponderado de los sistemas activos de

refriegeración instalados en la i-ésima zona térmica, funcionando

durante el j-ésimo mes.

𝐸𝑆;𝑉 =𝐸𝑈;𝑉𝜼𝑟;𝒊;𝒋

[𝑘𝑊ℎ]

ENERGÍA SECUNDARIA


RENDIMIENTO MEDIO O 𝑬𝑬𝑹 (𝜼𝒓)

𝑬𝑼;𝑽𝑬𝑺;𝑽

CÁLCULO FINAL

REQUERIMIENTO TOTAL DE ENERGÍA SECUNDARIA

ENERGÍA TÉRMICA



Según tabla

Rendimiento medio o 𝐸𝐸𝑅 (𝜂𝑟) de los equipos de refrigeración

INSTALACIÓN DE

REFRIGERACIÓN

ETIQUETA DE EFICIENCIA ENERGÉTICA / AÑO DE FABRICACIÓN

A+++ A++ A+ A B C D E F G S/EAnterior

a 2018

2015-

2017

2012-

2015

2007-

2012

Anterior

a 2007

Aire Acondicionado (Compacto) - Modo refrigeración - - - 3,40 3,30 3,10 2,80 2,50 2,30 2,20 - - 3,30 3,30 2,80 2,50

Aire Acondicionado (Split) - Modo refrigeración - - - 3,60 3,50 3,30 3,00 2,70 2,50 2,40 - - 3,50 3,50 3,00 2,70

Rendimiento medio (𝐸𝐸𝑅) de los equipos de refrigeración

CÁLCULO FINAL


Los rendimientos y coeficientes de performance de cada equipo de calefacción y refrigeración corresponden a valores medios, y han sido determinados por la

Secretaría de Energía de la Nación, en función de la evolución de las normativas vigentes asociadas y los registros de ventas de cada período considerado.


que alimenta los sistemas activos de refrigeración instalados en la

i-ésima zona térmica.

𝐸𝑃;𝑉 = 𝐸𝑆;𝑉 𝒇𝑷;𝒊 [𝑘𝑊ℎ]

ENERGÍA SECUNDARIA


𝑬𝑼;𝑽𝑬𝑺;𝑽

CÁLCULO FINAL


ENERGÍA PRIMARIA


FACTOR DE CONVERSIÓN 𝒇𝑷

𝑬𝑷;𝑽

ENERGÍA TÉRMICA



RENDIMIENTO MEDIO O 𝑬𝑬𝑹 (𝜼𝒓)


que alimenta los sistemas activos de refrigeración instalados en la

i-ésima zona térmica.

𝐸𝑃;𝑉 = 𝐸𝑆;𝑉 𝒇𝑷;𝒊 [𝑘𝑊ℎ]

CÁLCULO FINAL



VECTOR ENERGÉTICO 𝒇𝑷

Gas distribuido por redes 1,25

Gas licuado de petróleo 1,10

Electricidad 3,30

Carbón de leña 1,60

Factor de conversión de energía neta a energía primaria (𝑓𝑃)

𝐸𝑃;𝑉: requerimiento total de energía primaria para refrigeración en

verano, en 𝑘𝑊ℎ/año;

𝐴𝑢: superficie útil de la vivienda, en 𝑚2.

𝐸𝑃𝑉 =𝐸𝑃;𝑉𝑨𝒖

𝑘𝑊ℎ

𝑚2𝑎ñ𝑜


CÁLCULO FINAL

REQUERIMIENTO ESPECÍFICO DE ENERGÍA PRIMARIA

El requerimiento específico global de energía primaria, se calcula como la suma de los

requerimientos anuales de energía primaria para cada uno de los usos considerados.

𝑬𝑷𝑮𝑳 = 𝑬𝑷𝑰 + 𝑬𝑷𝑽 + 𝑬𝑷𝑨𝑪𝑺 + 𝑬𝑷𝑰𝑳𝑘𝑊ℎ

𝑚2𝑎ñ𝑜

CALEFACCIÓN Y REFRIGERACIÓN

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