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EFICIENCIA ENERGÉTICA EN EDIFICACIONES
-Presupuesto Energético-
ÍNDICE
1 DATOS GENERALES
1.1 Proyecto
1.2 Croquis de localización y orientación
1.3 Planta arquitectónica
1.4 Fachadas
2 VALORES PARA EL CALCULO DE LA GANANCIA DE CALOR A TRAVES DE LA ENVOLVENTE
2.1 Ubicación y clima
2.2 Superficies de construcción
2.3 Temperaturas equivalentes promedio
2.4 Coeficientes de transferencia de calor "k" del edificio de referencia (W/m²K)
2.5 Factor de ganancia de calor solar "FG" (W/m²)
2.6 Barrera de Vapor
2.7 Factor de corrección de sombreado exterior (SE)
3 CALCULO DEL COEFICIENTE GLOBAL DE TRANSFERENCIA DE CALOR DE LAS PORCIONES DE LA ENVOLVENTE
3.1 Porción: Muro aislado
3.2 Porción: Muro sin aislar
3.3 Porción: Losa de azotea
3.4 Porción: Ventanas
4 CALCULO COMPARATIVO DE LA GANANCIA DE CALOR
4.1 Edificio de Referencia
4.2 Edificio proyectado
5 EFICIENCIA ENERGÉTICA
5.1 Presupuesto energético
5.2 Cumplimiento de eficiencia
5.3 Conclusiones y/o recomendaciones
6 CALCULO DE AIRE ACONDICIONADO
6.1 Pérdidas por transmisión al suelo
6.2 Pérdidas por infiltración de aire
6.3 Ganancia de calor por conducción en la envolvente
6.4 Ganancia de calor por ocupación de personas
6.5 Ganancia de calor por iluminación y/o motores
6.6 Carga total de Frigorías requeridas
6.7 Equipo de aire acondicionado requerido
7 CALCULO DE CALEFACCIÓN
7.1 Pérdidas de calor
7.2 Ganancias de calor
7.3 Flujo de Calor necesario para confort interior
ANÁLISIS DE LA EFICIENCIA ENERGÉTICA PARA UNA VIVIENDA
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1
1.1 Proyecto
Nombre:
Propietario:
Direcciòn:
Localidad:
Descripción: Vivienda tradicional de block hueco de concreto y cubierta con
vigueta de concreto preesforzado y bovedilla de poliestireno.
1.2 Croquis de Localización y Orientación
1.3 Planta Arquitectónica
1.4 Fachadas
DATOS GENERALES
Vivienda de 50.237m² Fachada Este
Urbi
Urbivilla del Cedro
Cd. Juárez, Chihuahua, México
NORTE
URBIVILLA DEL
CEDRO
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Norte
Este
Sur
Oeste
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2
2.1 Ubicación y Clima
Ciudad: Cd. Juárez, Chihuahua Precipitación promedio anual: Temp. Máx: 45.5 ⁰C
Latitud: 31⁰42'22" 242 mm Temp. Mín: -15 ⁰C
Longitud: 106⁰29'13" Peso específico del aire: Humedad Rel.: 46%
Altitud 1,120 msn 0.9174 kg/m³ Entalpía ext.: 31.6975 KJ/kg
2.2 Superficies de Construcción
Elemento Y Orientación Área (m²) Porcentajes
Suelo 50.2370 100.00%
Techo 50.2370 100.00%
Tragaluz y domo 0.0000 0.00% 125.275 m³
Fachada Norte 22.3500 100.00%
Ventana Norte 0.0000 0.00%
Fachada Este 14.3400 84.91%
Ventana Este 2.1640 15.09%
Fachada Sur 20.6000 100.00%
Ventana Sur 0.0000 0.00%
Fachada Oeste 14.3400 81.90%
Ventana Oeste 2.5960 18.10%
2.3 Temperaturas equivalentes promedio "te" (⁰C) Techo: 41
Temperatura interior (ti) 25 Tragaluz y domo: 322
Muro Norte: 28 Ventanas Norte: 25
Muro Este: 31 Ventanas Este: 26
Muro Sur: 29 Ventanas Sur: 27
Muro Oeste: 29 Ventanas Oeste: 27
2.4 Coeficientes de transferencia de calor "k" del edificio de referencia (W/m²K)
Techo 0.606 Ventana 5.319
Muro 0.606 Domo y Tragaluz 5.952
2.5 Factor de ganancia de calor solar "FG" (W/m²)
Domo y Tragaluz 322 Sur 131
Norte 70 Oeste 164
Este 159
2.6 Barrera de Vapor NO
2.7 Factor de corrección de sombreado exterior (SE)
1 2 3 4 5
Tipo de sombreado N.A.
L/W, L/H ó P/E N.A.
W/H ó W/E N.A.
Norte N.A.
Este/Oeste N.A.
Sur N.A.
VALORES PARA EL CALCULO DE LA GANANCIA DE CALOR A TRAVES DE LA ENVOLVENTE
Volúmen de Aire Interior:
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3.1 Nombre de la Porción Muros
Número de porción No homogénea: 1
3.1.1 Descripción de la porción No homogénea: Muro de block con castillos integrales.
Componente de la envolvente: Pared
Area de la componente en m² (A): Alto= 1.00 m
Ancho= 1.60 m
A= 1.60 m²
Area de muro de block hueco: 1.20 m²
Fracción de la combinación (F1): 0.75
Area de muro con castillos integrales: 0.40 m²
Fracción de la combinación (F2): 0.25
3.1.2 Aislamiento térmico parcial:
Material Espesor (m)
Conductividad
térmica h o λ
(W/mK)
Aislante
térmico
(m²K/W)
Convección Exterior 1 13 0.0769
mortero cemento-arena 0.005 0.17 0.0294
Convección Interior 1 8.1 0.1235
Aislamiento Térmico parcial: Rparcial= 0.2298 m²K/W
3.1.3 Coeficiente Global de Transferencia de calor de la Porción 1
Material Fracción Grueso (m) g
Conductividad
térmica h o λ
(W/mK)g/λ
F1 Block hueco de concreto 0.75 0.12 1.11 0.1081
Σ (g/λ1) 0.1081 W/m²K
F1/[Rparcial + (g/λ)]= 2.2196 W/m²K
Porción Material Fracción Grueso (m) g
Conductividad
térmica h o λ
(W/mK)g/λ
F2 Castillos Integrales de concreto 0.25 0.12 2 0.0600
Σ (g/λ1) 0.0600 W/m²K
F1/[Rparcial + (g/λ)]= 0.8627 W/m²K
Aislamiento térmico de Muro R= 0.3244 m²K/W
Coeficiente global de transferencia de calor de Muro K= 3.0823 W/m²K
CALCULO DEL COEFICIENTE GLOBAL DE TRANSFERENCIA DE CALOR DE LAS PORCIONES DE LA ENVOLVENTE
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3
3.3 Nombre de la Porción Losa de Azotea
Número de porción No homogénea: 2
3.3.1 Descripción de la porción No homogénea: Losa de viguetas de concreto armado y bovedillas concreto
aislado con placas de poliestireno
Componente de la envolvente: Techo
Area de la componente en m² (A): Largo= 1.40 m
Ancho= 1.00 m
A= 1.40 m²
Area de bovedillas de poliestireno 1.17 m²
Fracción de la combinación (F1): 0.84
Area de muro con castillos integrales: 0.23 m²
Fracción de la combinación (F2): 0.16
3.3.2 Aislamiento térmico parcial:
Material Espesor (m)
Conductividad
térmica h o λ
(W/mK)
Aislante
térmico
(m²K/W)
Convección Exterior 1 13 0.0769
impermeabilizante asfáltico 0.003 0.17 0.0176
placas de poliestireno 1" 0.0254 0.0352 0.7216
Capa de compresión de concreto 0.05 1.74 0.0287
Convección Interior 1 8.1 0.1235
Aislamiento Térmico parcial: Rparcial= 0.9684 m²K/W
3.3.3 Coeficiente Global de Transferencia de calor de la Porción 3
Material Fracción Grueso (m) g
Conductividad
térmica h o λ
(W/mK)g/λ
F1 Bovedilla de concreto 0.84 0.12 1.11 0.1081
Σ (g/λ1) 0.1081 m²K/W
F1/[Rparcial + (g/λ)]= 0.7764 W/m²K
Porción Material Fracción Grueso (m) g
Conductividad
térmica h o λ
(W/mK)g/λ
F2 Viguetas de concreto armado 0.16 0.12 1.74 0.0690
Σ (g/λ2) 0.0690 m²K/W
F1/[Rparcial + (g/λ)]= 0.1584 W/m²K
Aislamiento térmico de Losa de azotea R= 1.0698 m²K/W
Coeficiente global de transferencia de calor de Losa de azotea K= 0.9347 W/m²K
CALCULO DEL COEFICIENTE GLOBAL DE TRANSFERENCIA DE CALOR DE LAS PORCIONES DE LA ENVOLVENTE
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3
3.4 Nombre de la Porción Ventanas
Número de porción homogénea: 3
3.4.1 Descripción de la porción homogénea: Ventanas de vidrio claro de 3mm de espesor
Componente de la envolvente: Pared
3.4.2 Aislamiento térmico parcial:
Material Espesor (m)
Conductividad
térmica h o λ
(W/mK)
Aislante
térmico
(m²K/W)
Convección Exterior 1 13 0.0769
vidrio sencillo 0.003 1.16 0.0026
Convección Interior 1 8.1 0.1235
Aislamiento térmico de Ventanas M= 0.2030 m²K/W
Coeficiente global de transferencia de calor de Ventanas K= 4.9269 W/m²K
CALCULO DEL COEFICIENTE GLOBAL DE TRANSFERENCIA DE CALOR DE LAS PORCIONES DE LA ENVOLVENTE
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4
4.1 Edificio de referencia
4.1.1 Ganancia por conducción (partes opacas y transparentes)
Tipo y orientación de la porción
de la envolvente
Coeficiente
global de
transeferencia
de calor (k)
W/m²K
Area total del
edificio
proyectado (A)
m²
Fracción de la
componente
(F)
Temperatura
equivalente
(te) ⁰C
Temperatura
interior (t) ⁰C
Ganancia de
calor por
conducción
(W)
Techo 0.6060 1.00 41 25 487.0980
Tragaluz y domo 5.952 0.00 24 25 0.0000
Muro Norte 0.606 0.90 28 25 36.5691
Ventana Norte 5.319 1.00 25 25 0.0000
Muro Este 0.606 0.90 31 25 46.9262
Ventana Este 5.319 1.00 26 25 76.2745
Muro Sur 0.606 0.90 29 25 44.9410
Ventana Sur 5.319 1.00 27 25 219.1428
Muro Oeste 0.606 0.90 29 25 31.2841
Ventana Oeste 5.319 1.00 27 25 152.5489
Subtotal 1094.7845
4.1.2 Ganancia por radiación (partes transparentes)
Tipo y orientación de la porción
de la envolvente
Coeficiente de
sombreado
(CS)
Area total del
edificio
proyectado (A)
m²
Fracción de la
componente
(F)
Ganancia de
calor (FG)
W/m²
Ganancia de
calor por
radiación
Tragaluz y domo 0.85 50.237 0.00 322 0
Ventana Norte 1 22.35 0.10 70 156.45
Ventana Este 1 14.34 0.10 159 228.006
Ventana Sur 1 20.6 0.10 131 269.86
Ventana Oeste 1 14.34 0.10 164 235.176
Subtotal 889.492
14.34
20.6
14.34
CALCULO COMPARATIVO DE LA GANANCIA DE CALOR
50.237
22.35
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4.2 Edificio proyectado
4.2.1 Ganancia por conducción (partes opacas y transparentes)
Tipo y orientación de la porción de
la envolvente
Número de la
porción
Valor
calculado (k)
W/m²K
Area total del
edificio
proyectado (A)
m²
Temperatura
equivalente
(te) ⁰C
Temperatura
interior (t) ⁰C
Ganancia de
calor por
conducción (W)
Techo 2 0.9347 50.2370 41.0000 25.0000 751.3272
Tragaluz y domo N.A. 0.0000 0.0000 322.0000 25.0000 0.0000
Muro Norte 1 3.0823 22.3500 28.0000 25.0000 206.6670
Ventana Norte 3 4.9269 0.0000 25.0000 25.0000 0.0000
Muro Este 1 3.0823 12.1760 31.0000 25.0000 225.1792
Ventana Este 3 4.9269 2.1640 26.0000 25.0000 10.6619
Muro Sur 1 3.0823 20.6000 29.0000 25.0000 253.9800
Ventana Sur 3 4.9269 0.0000 27.0000 25.0000 0.0000
Muro Oeste 1 3.0823 11.7440 29.0000 25.0000 144.7933
Ventana Oeste 3 4.9269 2.5960 27.0000 25.0000 25.5806
Subtotal 1618.1893
4.2.2 Ganancia por radiación (partes transparentes)
Tipo y orientación de la porción de
la envolventeMaterial
Coeficiente de
sombreado
(CS)
Area (A) m²
Ganancia de
calor (FG)
W/m²
Factor de
Sombreado
(SE)
Ganancia de
calor por
radiación (W)
Tragaluz y domo N.A. 0.85 0 322 1 0
Ventana Norte vidrio claro 1 0 70 1 0
Ventana Este vidrio claro 1 2.164 159 1 344.076
Ventana Sur vidrio claro 1 0 131 1 0
Ventana Oeste vidrio claro 1 2.596 164 1 425.744
Subtotal 769.8200
CALCULO COMPARATIVO DE LA GANANCIA DE CALOR
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5.1 Presupuesto energético
Ganancia de
calor por
conducción
(W)
Ganancia de
calor por
radiación (W)
Ganancia total
de calor (W)
Referencia: φcr= 1094.7845 φsr= 889.492 φr= 1,984.28
Proyectado: φcp= 1618.1893 φsp= 769.8200 φp= 2,388.01
5.2 Cumplimiento de Eficiencia
CUMPLE φr > φp NO CUMPLE φr < φp
5.3 Conclusiones y/o Recomendaciones
El edificio Proyectado NO CUMPLE con la eficiencia energética
El ahorro de energía del edificio proyectado es de: -20%
EFICIENCIA ENERGÉTICA
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6.1 Pérdidas por transmisión al suelo
Coeficiente de transmisión del sueloSuperficie del
Suelo
Temperatura
exterior (Te)
⁰C
Temperatura
interior (ti) ⁰Ckcal/hr Watts
1.4 50.237 45.5 25 1441.802 1674.076
6.2 Pérdidas por infiltración de aire
Volúmen de aire a renovar por hora
(m³)
Peso
especifico del
aire (kg/m³)
Entalpía
exterior
Entalpía
interiorkcal/hr Watts
125.275 0.9174 31.6975 11.5 2321.244 2695.196
6.3 Ganancia de calor por conducción en la envolvente
1618.189 Watts
6.4 Ganancia de calor por radiación por ventanas
769.820 Watts
6.5 Ganancia de calor por ocupación de personas
Número de
personas
Calor emitido
por una
persona
kcal/hr Watts
4 120 480.000 557.328
6.6 Ganancia de calor por iluminación y/o motores
cantidad potencia (W) kcal/hr Watts
6 100 516.751 600.00
1 400 344.501 400.00
1 250 215.313 250.00
1 250 215.313 250.00
1291.878 1,500.00
6.7 Carga total de Frigorías requeridas
Watts BTU/hr
8,814.61 30,076.33
6.8 Equipo de aire acondicionado requerido
CALCULO DE AIRE ACONDICIONADO
Frigorías requeridas
Frigorías requeridas
Frigorías requeridas
Frigorías requeridas
Equipo de 36,000 BTU/hr
Equipo
focos incandescentes
refrigerador
televisión
computadora
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6.1 Pérdidas de calor
Porción de la envolvente Superficie (m²) K (W) ΔTFactor de
Seguridad
Cargas
parciales (W)
Techo 50.24 0.93 37.00 1.00 1,737.44
Tragaluz y domo - - 37.00 1.00 -
Muro Norte 22.35 3.08 37.00 1.15 2,931.23
Ventana Norte - 4.93 37.00 1.15 -
Muro Este 12.18 3.08 37.00 1.10 1,527.47
Ventana Este 2.16 4.93 37.00 1.10 433.94
Muro Sur 20.60 3.08 37.00 1.00 2,349.32
Ventana Sur - 4.93 37.00 1.00 -
Muro Oeste 11.74 3.08 37.00 1.05 1,406.30
Ventana Oeste 2.60 4.93 37.00 1.05 496.90
Suelo 50.24 1.40 25.00 1.00 1,758.30
TOTAL 12,640.89 W
6.2 Ganancias de calor
6.2.1 Ganancia de calor por ocupación de personas
Número de
personas
Calor emitido
por una
persona
(Kcal/h)
kcal/hr Watts
1 120 120.000 139.332
6.6 Ganancia de calor por iluminación y/o motores
cantidad potencia (W) kcal/hr Watts
1 400 344.501 400.00
1 250 215.313 250.00
559.814 650.00
TOTAL 789.33 W
6.3 Flujo de Calor necesario para confort interior
Watts BTU/hr
Temperatura de confort deseada: 22 ⁰C 11,851.56 40,438.72
71.6 ⁰F
televisión ó computadora
CALCULO DE CALEFACCIÓN
Calorías ganadas
Calorías ganadas
Equipo
refrigerador
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