S.10 balance térmico
Click here to load reader
-
Upload
celia-r-gastelum -
Category
Design
-
view
373 -
download
0
Transcript of S.10 balance térmico
12/12/2017
1
Control Térmico a través de la envolvente arquitectónica
Método de Balance Térmico
Definiciones y conceptos básicos Energía
Calor ‐ forma de energía en tránsito que cruza las fronteras de un sistema y va de una parte de + temperatura a una de ‐ temperatura.
Termodinámica
-T2
T1>T2e
CALOR TEMPERATURA
Principios Generales El flujo de energía en una estructura se basa en los principios de la termodinámica
La 1° ley establece que la energía no se crea ni se destruye, solo se transforma.
La 2° ley dice que la energía calorífica siempre fluye de un cuerpo de mayor a otro de menor temperatura.
La transferencia directa de calor puede darse a través de 3 mecanismos:
CONDUCCIÓN, CONVECCIÓN Y RADIACIÓN.
12/12/2017
2
Propiedades térmicas de los Materiales Densidad (kg/m3)
Conductividad k (W/mºC) y
Resistividad (mºC/W)
Conductancia (W/m2 °C) y
Resistencia R=e/k (m2 °C/W)
Valor R
Calor Específico Ce (J/kg °C)
Calor Específico volumétrico (Kj/m3 °C)
Capacidad Térmica (J/m2 °C)
Propiedades ópticas Los cuerpos emiten radiación en virtud de su temperatura (t) y su emisividad (e).
La radiación recibida es parcialmente absorbida, reflejada y transmitida en virtud de sus propiedades ópticas: la absortividad (a), la reflectividad (r) y la transmisividad (t).
La radiación incidente es igual a la suma de las fracciones absorbidas, reflejada y transmitida.
1
+ + = 1
Fuente: Izard y Guyot, 1980.
12/12/2017
3
Intercambios térmicos entre la edificación y el medio ambiente
1 = Radiación solar directa2 = Radiación solar difusa3 = Radiación solar reflejada 4 = Radiación solar a través de vanos5 = Radiación infrarroja larga6 = Conducción a través de elementos opacos
7 = Conducción a través del suelo8 = Conducción a través de ventanas9 = Transferencia de masa10 = Electrodomésticos, iluminación11 = Aporte térmico de los individuos12 = Procesos evaporativos
Qi+Qs+/-Qc+/- Qv+/-Qinf+/-Qm=0
Qi
Qinfl
Qi
Qc
Qc
Qc
Qc
Qc
Qv
Qs
Qs
Balance térmico
12/12/2017
4
Flujo de calorSu magnitud puede medirse de 2 maneras.
1. Como la tasa de flujo de calor (Q), o simplemente flujo de calor, esto es el flujo total de calor por unidad de tiempo a través de un área especifica de un cuerpo o espacio, en J/s. 1 j/s = 1 watt (W) .
2. Como la densidad de flujo de calor () es decir el flujo de calor por unidad de área, se mide en W/m2.
Flujo de calor por CONDUCCIÓN Para elementos constructivos constituidos por varios materiales, deberán sumarse las resistencias individuales de cada material
La CONDUCTANCIA será igual al recíproco de la RESISTENCIA TOTAL
La letra U mayúscula es el símbolo utilizado en la construcción para la
TRANSMITANCIA TÉRMICA
12/12/2017
5
Transmitacia térmica (Valor U) Medida de calor que fluye por unidad de tiempo y superficie, transferido a través de un sistema constructivo, formado por una o más capas de material, de caras plano paralelas, cuando hay un gradiente térmico de 1°C (1 K) de temperatura entre los dos ambientes que éste separa.
Incluye las resistencias térmicas superficiales de ambas caras del elemento constructivo
W/m2°C
12/12/2017
6
Flujo de calor por CONVECCIÓN Transferencia de calor en líquidos y gases. Es más rápida que la conducción. La magnitud del flujo de calor depende de las diferencias de densidad producidas por las diferencias de temperatura, lo que provoca la circulaciones convectivas.
Implica un proceso de mezclado. Dos casos: 1. entre superficie de un material y un fluido ‐ depende del área
superficial expuesta, de la diferencia de temperatura entre superficie y aire, del coeficiente de convección (calculado por viscosidad, velocidad del aire, configuración física y textura de la superficie) – flujo de aire laminar o turbulento.
2. pérdidas o ganancias por intercambio de aire con el exterior, ya sea por infiltraciones o ventilación deliberada.
Flujo calorífico por convección superficialCoeficiente de convección
Flujo calorífico por ventilación/infiltración
12/12/2017
7
Flujo de calor por RADIACIÓN Transferencia de energía a través de ondas electromagnéticas de
amplio espectro No requiere presencia de materia Conversión de energía radiante en térmica y vicecersa Radiación térmica: emitida por cuerpos cuyas moléculas han sido
excitadas por energía térmica Absorbida – emitida y reflejada Intensidad de energía radiante depende de:
Distancia a la fuente de energía Ángulo de incidencia Temperatura de los cuerpos radiante y receptor Cualidades de absortancia (), y emitancia () de las superficies
Superficies opacas
Superficies vidriadas
Traslúcidas o transparentes
12/12/2017
8
Factor de ganancia solar
Para superficies acristaladas
Conductancia y resistencia superficiales
12/12/2017
9
Balance térmico Existe balance
térmico cuando la suma de todos los flujos de calor es igual a 0
Cuando la suma sea mayor a 0, la temperatura interior se incrementará
Retardo térmico y Amortiguación
CONCLUSIONES
12/12/2017
10
EJEMPLOS: videos y links Hoja de cálculo (excel) Videos energía-calor-materia Videos simuladores (software)
http://youtu.be/S-nxt8qsGlYhttp://youtu.be/RfHKrAdT8cQhttps://www.youtube.com/watch?v=n-x0pql3Vschttps://www.youtube.com/watch?v=LEo6Bqavyfo