intercambio térmico

INTERCAMBIO TÉRMICO
MATERIALIDAD II – TALLER DI BERNARDO
1
INTERCAMBIO TERMICO / CONDUCCIÓN
2
INTERCAMBIO TERMICO / CONVECCIÓN
hc depende de la posición, (horizontal, vertical), sentido del flujo( ascendente o descendente) y en casos exteriores de la
velocidad del viento.
3
INTERCAMBIO TERMICO / RADIACIÓN
4
INTERCAMBIO TERMICO
5
INTERCAMBIO TERMICO
6
INTERCAMBIO TERMICO
Analizar y entender las
condiciones exteriores
CLIMA
Entorno inmediato/mediato
Definición formal-material del
espacio y la envolvente
ARQUITECTURA
Forma, modo, manera…
de habitar
HOMBRE
(Cultura)
7
INTERCAMBIO TERMICO
“ARQUITECTURA”
8
INTERCAMBIO TERMICO
FLUJO TERMICO
[ Kcal/h m2 ] o [ w/m2 ]
Temperatura Int. diseño.
Evolución temperatura exterior
en un día de diseño (DD)
50
45
40
35
30
te
25
20
+6
+12
-12
-6
0
te
+6
+12
-12
-6
R
ti
F = ( te – ti ) / R
9
INTERCAMBIO TÉRMICO
RESISTENCIAS
• FLUJO TÉRMICO : `[ Kcal/h m2 ] o [ w/m2 ]
F=
( te – ti )
R
R : Resistencia
[ h m2 c / Kcal ] o [m2 c / w]
R= e/l
l
: conductividad
[ Kcal / h m2 ºc ] [w / m c]
R Total = Re + R1 + R2 + R3 + ……. + Rn + Ri
Re y Ri : Resistencia superficiales
INTERIOR Rsi
INTERIOR Rse
DIRECCIÓN FLUJO
DIRECCIÓN FLUJO
HORIZONTAL
ASCENDENTE
DESCENDENTE
HORIZONTAL
ASCENDENTE
DESCENDENTE
MUROS
PISO/TECHO
PISO/TECHO
MUROS
PISO/TECHO
PISO/TECHO
0.13
0.1
0.17
0.04
0.04
0.04
Tabla 2. Resistencia superficiales en m2.K/W (Norma IRAM 11.601)
10
INTERCAMBIO TERMICO
FLUJO TERMICO
[ Kcal/h m2 ] o [ w/m2 ]
Temperatura Int. diseño.
Evolución temperatura exterior
en un día de diseño (DD)
50
45
40
35
30
te
25
20
+6
+12
-12
-6
0
Te
+6
+12
-12
-6
R total
ti
F = ( te – ti ) / R
11
INTERCAMBIO TERMICO
FLUJO TERMICO
[ Kcal/h m2 ] o [ w/m2 ]
Temperatura Int. diseño.
Evolución temperatura exterior
en un día de diseño (DD)
50
45
40
35
30
te
25
20
+6
+12
-12
-6
0
+6
+12
-12
-6
Te + radiación
R
ti
F = ( te – ti ) / R
F = “ calor aire “ + “ calor del sol “
F = ( te – ti )/ R + ( a E Re ) / R
+ “ transmisión calor “
+
sE
12
INTERCAMBIO TÉRMICO (Particiones Livianas)………………..Tsa
FLUJO TÉRMICO : `[ Kcal/h m2 ] o [ w/m2 ]………………………………… F = ( te – ti )
F = “ calor aire “ + “ calor del sol “
F=
( te – ti )
+
F=
1 ( te – ti )
+ 1
R
R
+ “ transmisión calor “
E Re ) +
R
( α E Re ) +
(α
R
R
σE
σE
En caso de paneles opacos
F=
F=
1 ( te – ti )
R
1 ( te +
R
Tsa = te +
F=
α
α
+ 1
R
(α
E Re )
E Re ) – ti
R
E Re
( Tsa - Ti ) / R
panel liviano
(ver IRAM 11.604)
13
RADIACIÓN: EV para plano vertical ESTE u OESTE
Tsa= te +a.E.Re
50
45
40
35
30
te
25
20
+6
+12
-12
-6
0
+6
+12
-12
-6
14
FLUJO TERMICO
Evolución temp. diaria + efecto de la radiación solar
a (absortancia) = 0.50
50
45
ts a
40
35
30
te
25
20
+6
+12
-12
-6
0
+6
+12
-6
-12
Temperatura sol aire : Tsa = te + a E Re
15
FLUJO TERMICO
Temperatura sol-aire : Tsa
Radiación hora-hora diaria. (BT55V+CSH)
50
45
tsa
40
35
30
25
20
+6
+12
-12
-6
0
+6
+12
-12
-6
Temperatura sol aire Tsa
16
INTERCAMBIO TÉRMICO
• FLUJO TÉRMICO : `[ Kcal/h m2 ] o [ w/m2 ]
F=
1 ( te – ti )
+ 1
(α
E Re )
R
R
en caso de paneles opacos livianos:
F = 1 ( te + α E Re ) – ti
R
R
Tsa = te + α E Re
F=
( Tsa - Ti ) / R
panel liviano
17
18
INTERCAMBIO TÉRMICO
INERCIA TERMICA
• FLUJO TÉRMICO : `[ Kcal/h m2 ] o [ w/m2 ]
Panel Pesado
Panel Liviano :
Opaco
Transparente
19
INTERCAMBIO TÉRMICO
• FLUJO TÉRMICO : `[ Kcal/h m2 ] o [ w/m2 ]
Panel Pesado
Panel Liviano :
Opaco
Transparente
20
FLUJO TERMICO (panel pesado o másico)
Evolución temperatura exterior en un dia de diseño (DD)
temperatura exterior media
50
45
40
35
te
30
te
25
20
+6
+12
-12
-6
0
Temperatura exterior DD
+6
+12
-12
-6
21
FLUJO TERMICO
50
45
tsa
40
--tsa
35
30
25
20
+6
+12
-12
-6
0
+6
+12
-12
-6
Temperatura sol aire Tsa y Temperatura sol-aire media
22
FLUJO TERMICO (Panel Pesado)
Coeficiente de Retardo : 8 hs.
r = 1 hora / 4 cm de espesor
RETARDO DE 8 Hs
50
45
tsa (retraso en tiempo)
40
35
--tsa
30
25
20
+6
+12
-12
-6
0
+6
+12
-12
-6
Temperatura sol aire Tsa para panel opaco y macizo con retardo
23
FLUJO TERMICO
Coeficiente de Amortiguación: 0.25
a = 2 hs. / retardo
RETARDO DE 8 Hs
50
AM
O
R
TI
G
U
A
M
IE
N
TO
45
40
35
--tsa
30
25
20
+6
+12
-12
-6
0
Temperatura sol aire pesada
+6
+12
-12
-6
Tsap para panel opaco y macizo
24
FLUJO TERMICO
Tsap = ( Tsa – Tsa (media) ) . a + Tsa (media)
F = ( Tsap –Ti ) / R
50
45
tsa
40
tsap
35
--tsa
30
25
20
+6
Tsa
+12
-12
-6
0
Tsap y Tsa (media)
+6
+12
-12
-6
25
INTERCAMBIO TÉRMICO (en caso paneles opacos)
• FLUJO TÉRMICO : `[ Kcal/h m2 ] o [ w/m2 ]
F=
F=
1 ( te – ti )
+ 1
1 ( te
R
+
R
R
(α
α
E Re )
E Re ) – ti
R
Tsa = te + α E Re
F=
( Tsa - Ti ) / R
panel liviano
Tsa = te + a E Re
F=
( Tsap - Ti ) / R
panel pesado
Tsap = ( Tsa – Tsa (media) ) . a + Tsa (media)
26
27
28
Muro Trombe-Michel
29
INTERCAMBIO TÉRMICO
RESIST.SUPERFICIALES
30
INTERCAMBIO TÉRMICO
RESIST.SUPERFICIALES
Resistencia Térmica
[ h m2 c / Kcal ] o [m2 c / w]
Inversa de la Transmitancia
R = 1/K = e / l
l : conductividad
[ Kcal . m / h m2 ºc ] [w m / m2 c]
(Norma IRAM 11.601)
R Total = Re + R1 + R2 + R3 + ……. + Rn + Ri
31
INTERCAMBIO TÉRMICO
RESIST.SUPERFICIALES
Resistencia Térmica
[ h m2 c / Kcal ] o [m2 c / w]
Inversa de la Transmitancia
R = 1/K = e / l
l : conductividad
[ Kcal . m / h m2 ºc ] [w m / m2 c]
(Norma IRAM 11.601)
R Total = Re + R1 + R2 + R3 + ……. + Rn + Ri
Re y Ri : Resistencia superficiales, 0.04 y 0.13 m2.K/w
(ver IRAM 11.601)
Ej:
Ventana vidrio incoloro comun:
Rvid.vent.= Re + 0.006 m + Ri = 0.17 m2.K/W
1.05 W/mK
…. K (o U) = 1/0.17 = 5.82 W/m2K
(s/N. IRAM 11604)
Ventana DVH con CA 6mm:
s/N. IRAM…. K= 3.2 W/m2K = ….. R= 0.31 m2.K/W
(Aprox. Equivale a 1cm de EPS).
32
INTERCAMBIO TÉRMICO
FLUJO TÉRMICO
VIDRIO
Trasmitancia
Absortancia
Reflectancia
ζ
α
ρ
COMUN
81
12
7
ABSORBENTE
45
50
5
REFLEJANTE
45
25
30
VIDRIO
33
INTERCAMBIO TÉRMICO
FLUJO TÉRMICO
Re y Ri : Resistencia superficiales, 0.04 y 0.13 m2.K/w
(ver IRAM 11.601)
Ej:
Ventana vidrio incoloro comun:
Rvid.vent.= Re + 0.006 m + Ri = 0.17 m2.K/W
1.05 W/mK
Ventana DVH con CA 6mm:
s/N. IRAM…. K= 3.23 W/m2K = ….. R= 0.31 m2.K/W
F = ( te – ti ) / R
F = “ calor aire “ + “ calor del sol “
F = ( te – ti )/ R + ( a E Re ) / R
+ “ transmisión calor “
+
sE
Factores (%) de ajuste para planos semitransparentes (ventanas):
•Perfilería de la carpintería (metálica, madera, etc.)/Vano
•Factor de sombra (dinteles, parasoles ext., etc.)/Vano
(ver IRAM 11.601)
34
INTERCAMBIO TÉRMICO
GENERACIONES INTERNAS
35
INTERCAMBIO TÉRMICO
36