Confort Termico

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UNIVERSIDAD POLITÉCNICA SALESIANA Confort térmico Fisiología Variables que afectan el confort térmico Temperatura operativa Gráfico de confort de la ASHRAE Calidad del aire y ventilación

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UNIVERSIDAD POLITÉCNICA SALESIANA

Confort térmico Fisiología Variables que afectan el confort térmico Temperatura operativa Gráfico de

confort de la ASHRAE

Calidad del aire y ventilación

CONFORT

se basa

El confort térmico depende de varios fenómenos complejos muy objetivos, pero también de percepciones muy subjetivas.

Los profesionales en climatización necesitan condiciones de diseño objetivas que aseguren aceptabilidad por la mayoría de los ocupantes.

La base física del confort térmico de una persona en el balance de calor de su cuerpo con el medio ambiente:

CONFORT conducción, convección, radiación, evaporización, respiración.

Temperatura media del cuerpo humano 36.7°C

CONFORT TÉRMICO:

El calor producido por el metabolismo del cuerpo humano debe ser disipado al ambiente.

Si la tasa de intercambio de calor es mayor que la tasa de producción de calor el cuerpo se enfría, si es menor el cuerpo se calienta.

Problema complejo que incluye transferencia de calor en estado transitorio.

CONFORT TÉRMICO: Existen estándares que facilitan esta tarea.

CONFORT TÉRMICO:

La producción total de energía del cuerpo humano estarepresentada por:

Ask representa la superficie de la piel

M representa la tasa de producción metabólica del cuerpo humanoexpresado por área en unidades de met1

1Jesus Soto, Tasa de actividad metabólica

CONFORT TÉRMICO:

Ejemplo: considerando una actividad ligera de oficina cuáles la producción de energía de una persona promedio?

La mayoría de actividades interiores en edificios de oficina generan una producción de energía entre 90 y 120 W (por persona).

Para simplificar cálculos se considera que toda la producción de energía se transfiere al ambiente. Temperatura del cuerpo se asume constante.

CONFORT TÉRMICO:

Los parámetros más importantes para definir un ambienteson:

•Temperatura seca del aire•Temperatura media radiante•Humedad del aire•Velocidad del aire•Vestimenta•Actividad

Estos parámetros (a excepción de la actividad) pueden ser modificados para mantener confort térmico a un menor consumo energético posible.

•Variar temperaturas de consigna de los sistemas paracalefacción y para refrigeración

CONFORT TÉRMICO:

Temperatura seca del aire: medida en los lugares deocupaciónTemperatura media radiante: temperatura superficial que influye en un punto dado

Humedad del aire: humedad relativa, temperatura bulbo húmedoVelocidad del aire: 0.2 m/s (espacios sin ventilaciónnatural)1

Vestimenta: unidad de medida clo, desde 0.5 (verano) a 1 (invierno)Actividad: tasa metabólica

1ASHRAE 55 std, Thermal Environmental conditions for human occupancy, 2004

CONFORT TÉRMICO: temp.

La temperatura operativa es la que define los rangos aceptables de confort para valores dados de humedad, velocidad del aire, actividad y vestimenta.

La temperatura operativa considera la combinación de la temperatura del aire y temperatura media radiante a la cual se puede mantener confort térmico.

Para actividades de oficina en interior se reduce a:

hrad= 4.7 W/m2°C

hcon= puede variar entre 4 y 14 W/m2°C

CONFORT TÉRMICO: temp. dependiendo de la velocidad del aire y la actividad.1

1ASHRAE, Handbook of fundamentals, Chapter 9: Thermal Confort

CONFORT TÉRMICO: rangos

Para una velocidad del aire de 0.2 m/s

Límites de clo de 0.5 y 1

Índice de humedad: masa de vapor de agua sobre masa de aire seco, 0.012

ASHRAE 55 std, Thermal Environmental conditions for human occupancy, 2004

CONFORT TÉRMICO: rangos

Aceptabilidad: varía de persona a persona por ser subjetivo

ASHRAE definió una escala de sensación térmica

+3 Muy caliente+2 Caliente+1 Poco caliente0 Neutro-1 Poco frío-2 Frío-3 Muy frío

No se puede lograr que el 100% de los ocupantes esténsatisfechos

Los profesionales en climatización deben asegurar satisfacer a la mayoría de los ocupantes.

CONFORT TÉRMICO: rangos ASHRAE 55 std, Thermal Environmental conditions for human occupancy, 2004

CONFORT TÉRMICO: rangos

Los rangos de temperatura pueden variar si la velocidaddel aire incrementa.

Existen modelos de confort adaptativo

ASHRAE 55 std, Thermal Environmental conditions for human occupancy, 2004

CONFORT TÉRMICO: calidad

La calidad del aire es primordial no solo por el confort de los usuarios sino también para asegurar la salud y productividad de los mismos.

Síndrome del edificio enfermo: contaminación interior,disminución en la productividad.

Usualmente, una cantidad mínima de aire fresco es lo único necesario para garantizar la calidad del aire.

ASHRAE 62, define límites máximos aceptables decontaminantes de aire.

Dióxido de carbono CO2: producto del metabolismo, se recomienda que no sea 700 ppm más que la concentración exterior (350

CONFORT TÉRMICO: calidad ppm promedio)

CONFORT TÉRMICO: calidad

Monóxido de carbono CO: producto de una combustión incompleta, afecta a la hemoglobina. Máximo 9 partes por millón durante 8 horas.

Dióxido de sulfuro SO2: producto de la combustión decarbón o diesel, afecta al sistema respiratorio.

Para mantener la calidad del aire la ASHRAE recomienda una calidad de aire fresco mínimo de 15 pies cúbicos por minuto (cfm) por persona en zonas de oficinas. Estos rangos pueden variar según la utilidad de la zona:

20 cfm en salas de conferencia y comedores

50 cfm en lugares públicos, baños

60 cfm en salas de fumadores

CONFORT TÉRMICO: calidad Control puede hacerse según la concentración de CO2

Bibliografí

• http://gree npassivesolar.com/2010/04/chaco -canyon/• Keeping cool before air conditioning, 2013

http://ww w.swide.com/art -culture/histor y/how -anc ient-cultures -used-natural -methods-kept -cool-before -air -conditioning /2013/07/20

• http://ww w.solaripedia .com/13/407/iranian_ ice_ houses_were_ ea rly_ refrigerators.html

• Handbook, ASHRAE Fundamentals. "American society ofheating, refrigerating and air-conditioningengineers." Atlanta, GA (2009).

• Standard, ASHRAE "Standard 90.1-2004." Energystandard for buildings except low-rise residentialbuildings (2004).

Bibliografí

• Standard, ASHRAE "55: Thermal environmentalconditions for human occupancy." American Society ofHeating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers,Atlanta (2004).

• CIBSE Guide B. "ventilating, air conditioning andrefrigeration, 2005."The Chartered Institution ofBuilding Services Engineers London.

• Kreider, Jan F., Peter Curtiss, and Ari Rabl. Heating andcooling of buildings: design for efficiency. New York:McGraw-Hill, 2010.