Calculo_de_la_carga_termica_vivienda-unifamiliar (1)

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INSTALACIONES-2

DEPARTAMENTO DE CONSTRUCCIONES ARQUITECTÓNICAS

C

U R S O 0 7 - 0 8

Profesor: Dr. D. Julián Domene García 4º C

TEMA 4.-CÁLCULO DE LA CARGA TÉRMICA

DE UNA VIVIENDA



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.

TEMA 4



TEMA 7

3

U - Transmitancia térmica cerramientosTransmitancia térmica en

puentes térmicos



Uc- transmitancia térmica de la cubiertaTransmitancia térmica en

puentes térmicos

Us - transmitancia térmica de las soleras



Emisores de calor



EJEMPLO DE CÁLCULO

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Se dispone de una vivienda unifamiliar de 129 m² de superficieútil, ubicada en la comarca del Vallés Occidental, provincia deBarcelona. Cuyas características geometricas se puedenobservar:

TEMA 4



EJEMPLO DE CÁLCULO

7

TEMA 4



EJEMPLO DE CÁLCULO

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TEMA 4

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.



EJEMPLO DE CÁLCULO

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TEMA 4

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

Cámara de aire de 5 cm de espesor

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 materiales

diferentes: 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



EJEMPLO DE CÁLCULO

10

TEMA 4

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 ventanas

exteriores 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.



EJEMPLO DE CÁLCULO

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TEMA 4

La tabiquería interior está formada por tabicón de ladrillohueco, guarnecidas y enlucidas de yeso por ambas caras.

Las puertas interiores son de madera de pino chapadas porlas dos caras y opacas.

¿Calcular la carga térmica que necesitará lavivienda.



TEMA 4

BALANCE TÉRMICO DEL EDIFICIO

seiaiiei M total I t t C L I t t SU Q 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



TEMA 4


seiaiiei M total I t t C L I t t SU Q Es la carga térmica de transmisión de calor (potencia caloríficadisipada) a través de los cerramientos.

QT



TEMA 4


seiaiiei M total I t t C L I t t SU Q

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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TEMA 7


seiaiiei M total I t t C L I t t SU Q

Es la carga térmica total que tiene en cuenta las pérdidas quese producen por:

Interrupciones de servicio

Orientación

QV=



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TEMA 4


seiaiiei M total I t t C L I t t SU Q 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 diversas

Por lo tanto, el balance final, será:

Dseiaiiei M total Q I t t C L I t t SU Q



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TEMA 4


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



CÁLCULO DE LAS SUPERFICIES

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TEMA 4



19

TEMA 7

1. Salón comedor:Muro exterior: 47,33 m²

Ventanas y puertas: 19 m²

Suelo y Techo: 8,8x5,4 = 47,77 m²

Cálculo de superficies de los cerramientos:



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TEMA 4

CÁLCULO SUPERFICIES

Siguiendo el mismo procedimiento de cálculo, se

obtienen las tablas: MUROS VENTANAS YPUERTAS SUELO YTECHO TABIQUE DE8 CM TABIQUEDE 18 CM PUERTAPRINCIPAL

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

VESTIBULOPASILLO

1,68 14,74 4,68 3,91 4,80



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TEMA 4 BALANCE TÉRMICO DEL EDIFICIO

La transmitancia térmica de los cerramientos, obtenidos según el CTE; DB-HE-1, son:

Cerramiento U (w/m² k)

Muro exterior 1,08

Ventanas 3,3

Puerta vivienda 3,5

Cubierta 0,35

Suelo 0,5

Tabique 8 cm 2,069

Tabique 18 cm 1,59

Puerta interior 1,68



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TEMA 4Las pérdidas por transmisión térmica de loscerramientos, son:

Salón comedor:

eisalont t SU Q

Local Cerramiento Superficie U Δt QS

Salón-comedor Muro exterior 47,33 1,08 21 1.079,4

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 3.105,4 W

Si i d l i di i t d ál l



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TEMA 4 Siguiendo el mismo procedimiento de cálculo:

Descripción delcerramiento

Superficie

m²

U

W/m² K

ΔT

ºC

Pérdidas (W)

Al exterior A locales no calefactados

BAÑO

Muros 3,86 1,08 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 1


Suelo 10,33 0,5 13 67,1Techo 10,33 0,35 21 75,9

Subtotales581,47 0

TOTAL 581



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TEMA 4Descripción delcerramiento

Superficie

m²

U

W/m² K

ΔT

ºC

Pérdidas (W)

Al exterior A locales no calefactados

DORMITORIO 2

Muros 19 1,08 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 0

TOTAL 802DORMITORIO 3


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

Subtotales 548,7 0TOTAL 549DORMITORIO 4


Suelo 15 0,5 13 97,5Techo 15 0,35 21 157,5

Subtotales857,9 0

TOTAL 858VESTIBULO YPASILLO

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

Subtotales

526,59 154,1

TOTAL 681



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TEMA 4 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

T

At t S

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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TEMA 4

Pérdidas por orientación. Se calculan según:



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TEMA 4 Por lo tanto:

Local Q Intermitencia Orientación QT

Salón 3.105 1,10 NO 1,1 3.757

Baño 2071,10

SE 1,05 239

Cocina 5671,10

SE 1,05 678

Dormitorio 1 581

1,10

N 1,15 735

Dormitorio 2 8021,10

NE 1,125 993

Dormitorio 3 5491,10

S 1,0 604

Dormitorio 4 858 1,10 SE 1,05 991

Vestíbulo 6811,10

1,05 787

SUMA TOTAL 8.784 W

TEMA



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TEMA 4 Pérdidas por infiltraciones:

Existen dos métodos:

1. Método de las superficies

2. Método de las rendijas

El primero, viene condicionado por la existencia de datos de ensayos

en 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 t t C L I Q

TEMA 4



29


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

TEMA 4 é



30


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

TEMA 4



31

TEMA 4

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:

TEMA 4 Pé did l l i i d



32

TEMA 4 Pérdidas totales en la vivienda:

SUMA TOTAL 10.115 W

Local QSI Infiltraciones QT

Salón 3.757 472 4.229

Baño 23922

261

Cocina 67856

734

Dormitorio 1 735127

862

Dormitorio 2 993213

1.206

Dormitorio 3 604 53 657

Dormitorio 4 991 278 1.269

Vestíbulo 787110

897

Pérdidas totales= pérdidas por transmisión + pérdidas por infiltraciones:

TEMA 4 Pé did t t l l i i d



33

TEMA 4 Pérdidas totales en la vivienda:

CARGA TÉRMICA TOTAL = 10.115 W = 10,115 KW

Pérdidas totales= pérdidas por transmisión + pérdidaspor infiltraciones - aportaciones internas

En nuestro despreciaremos estas aportaciones de calor,con lo que:

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