tema 8-la fisica del edificio-2014_rev00

EDIFICACIN Y CONSTRUCCIN INDUSTRIALIZADA

CURSO 2013-2014 TEMA 8: LA FSICA DEL EDIFICIO.

Departamento de Ingeniera Civil

Curso de adaptacin al Grado de Ing. Civil Profesor Asociado: Antonio Escandell Garca

[email protected]

EDIFICACIN Y CONSTRUCCIN INDUSTRIALIZADA TEMA 8: LA FSICA DEL EDIFICIO.

TEMA 8: LA FSICA DEL EDIFICIO.

NDICE 1.- INTRODUCCIN. EL MEDIO AMBIENTE INTERIOR. 2.- ACONDICIONAMIENTO TRMICO E HIGROMTRICO. 3.- ACONDICIONAMIENTO ACSTICO. 4.- ACONDICIONAMIENTO LUMNICO. 5.- PROTECCIN FRENTE AL FUEGO.

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1.- INTRODUCCIN. EL MEDIO AMBIENTE INTERIOR Caractersticas y valores habituales de los parmetros ambientales en el interior de Edificios o locales sujetos a diferentes usos. Efecto y variacin estacional de las solicitaciones exteriores (agentes climticos). Influencia de la ubicacin, de la forma general, los cierres y de la geometra interior del Edificio en la generacin de su ambiente interior. Sistemas especiales climticos, de inercia, lumnica y acstica.

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2.- ACONDICIONAMIENTO TRMICO E HIGROMTRICO. La necesidad de aislar trmicamente un edificio est justificada por cuatro razones fundamentales: 1. Economizar energa, al reducir las prdidas trmicas por las paredes. 2. Mejorar el confort trmico, al reducir la diferencia de temperatura de las

superficies interiores de las paredes y ambiente interior. 3. Suprimir los fenmenos de condensacin y con ello evitar humedades en los

cerramientos. 4. Mejorar el entorno medioambiental, al reducir la emisin de contaminantes

asociada a la generacin de energa.

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2.- ACONDICIONAMIENTO TRMICO E HIGROMTRICO. Cmo se puede actuar para conseguir una economa de energa en la edificacin? De varias formas:

Mejorando el rendimiento de las instalaciones de calefaccin, con la puesta a punto de los quemadores, una buena regulacin, etc.

Reduciendo las prdidas de calor. Al calentar un edificio se produce un desequilibrio entre la temperatura interior y la temperatura exterior, provocando la fuga de calor, entre el ambiente interior (ms caliente) y el ambiente exterior (ms fro), y de varias formas:

Por renovacin del aire (ventilacin e infiltracin a travs de la rendijas de puertas, ventanas, etc.). El aire caliente interior es reemplazado por el fro del exterior.

A travs de las paredes, techos, suelos o acristalamientos. A travs de tuberas, calderas no aisladas.

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2.- ACONDICIONAMIENTO TRMICO E HIGROMTRICO. Los parmetros del problema La diferencia de temperaturas entre exterior e interior acta como diferencia de potencial capaz de movilizar energa calorfica a travs de los cerramientos.

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2.- ACONDICIONAMIENTO TRMICO E HIGROMTRICO. El problema en invierno Se producen prdidas de calor (el exterior est ms fro) ya que los cerramientos no son absolutamente aislantes.

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2.- ACONDICIONAMIENTO TRMICO E HIGROMTRICO. El problema en verano Se trata de asegurar una temperatura menor o igual al exterior. Dos opciones: A travs de aislamiento trmico A travs de cmaras de ventilacin.

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2.- ACONDICIONAMIENTO TRMICO E HIGROMTRICO. Problema de las condensaciones Parmetros del problema La diferencia de humedades relativas entre el exterior y el interior acta como diferencia de potencial capaz de movilizar vapor de agua a travs de los cerramientos.

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2.- ACONDICIONAMIENTO TRMICO E HIGROMTRICO. Problema de las condensaciones En invierno pueden producirse condensaciones en los paramentos interiores a causa de las diferencias de humedad y temperatura en exterior e interior. Cuando las humedades internas (cocinas y baos) son altas debe ventilarse.

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2.- ACONDICIONAMIENTO TRMICO E HIGROMTRICO. Modos de transmisin del calor Mecanismos de transmisin de calor Conduccin: transferencia de energa desde cada porcin de materia a la materia

adyacente por contacto directo, sin intercambio, mezcla o flujo de cualquier material.

Conveccin: transferencia de energa mediante la mezcla ntima de distintas partes del material: se produce mezclado e intercambio de materia.

Conveccin natural: el origen del mezclado es la diferencia de densidades que acarrea una diferencia de temperatura.

Conveccin forzada: la causa del mezclado es un agitador mecnico o una diferencia de presin (ventiladores, compresores...) impuesta externamente.

Radiacin: transferencia de energa mediada por ondas electromagnticas, emanadas por los cuerpos calientes y absorbidas por los cuerpos fros.

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2.- ACONDICIONAMIENTO TRMICO E HIGROMTRICO. Flujo de calor Considerando una pared plana, homognea y de una superficie (S) muy grande con respecto a su espesor (e), para una conduccin en rgimen estacionario y sin desprendimiento de calor interno; si las temperaturas de ambas caras son diferentes, pero uniformes y constantes (1) y (2), se establecer un flujo de calor (Q) por unidad de tiempo que viene dado segn la ley de Fourier por la siguiente relacin:

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2.- ACONDICIONAMIENTO TRMICO E HIGROMTRICO. Flujo de calor Si lo expresamos as: el valor R juega el papel de una resistencia trmica, anloga a una resistencia elctrica. Todo en referencia a una superficie unitaria:

(m2 K/W) Cuando el calor se transfiere a travs de una pared aparece una resistencia a la conduccin

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2.- ACONDICIONAMIENTO TRMICO E HIGROMTRICO. Flujo de calor La inversa de la resistencia trmica interna se denomina transmitancia trmica U y define la cantidad de calor transmitida a travs de la unidad de rea de una muestra de material de espesor e, dividida por la diferencia de temperatura entre las caras caliente (1) y fra ( 2) y en condiciones estacionarias. (W / m2 K) La cantidad de calor transmitido por unidad de tiempo y rea depende del espesor de la pared, del gradiente de temperatura ( = 1 - 2), y tambin de las propiedades intrnsecas del material en cuanto a su aptitud para conducir el calor es llamada conductividad trmica ().

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2.- ACONDICIONAMIENTO TRMICO E HIGROMTRICO. Flujo de calor El coeficiente es la cantidad de calor que pasa en la unidad de tiempo a travs de la unidad de rea de una muestra de extensin infinita y caras plano-paralelas y de espesor unidad, cuando se establece una diferencia de temperatura entre sus caras de un grado. viene dado en W/m.K.

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2.- ACONDICIONAMIENTO TRMICO E HIGROMTRICO. Flujo de calor La inversa de la conductividad trmica se denomina resistividad trmica r y viene dada en m.K/W

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2.- ACONDICIONAMIENTO TRMICO E HIGROMTRICO. RESISTENCIA PARED SIMPLE Para determinar la resistencia trmica total de una pared que separa dos ambientes a diferentes temperaturas, no solamente debemos tener en cuenta la resistencia trmica interna de dicha pared, sino tambin otras resistencias suplementarias, denominadas resistencias trmicas superficiales interna y externa (Rsi y Rse), debidas a las dificultades de cambios de calor entre la pared y el aire (transferencias de calor por conveccin y radiacin).

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2.- ACONDICIONAMIENTO TRMICO E HIGROMTRICO. RESISTENCIA PARED SIMPLE La resistencia trmica total de la pared simple ser: El valor del coeficiente superficial (interno y externo) depende de muchos factores, tal como el movimiento del aire u otro fluido, las rugosidades de la superficie y la naturaleza y temperatura del ambiente. La transmitancia trmica que es la inversa de la resistencia trmica ser:

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2.- ACONDICIONAMIENTO TRMICO E HIGROMTRICO. RESISTENCIA PARED COMPUESTA La resistencia trmica total ser la suma de las resistencias trmicas parciales de cada capa: Para el caso particular de un cerramiento con tres capas:

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2.- ACONDICIONAMIENTO TRMICO E HIGROMTRICO. HETEROGENEIDADES EN LA PARED Los cerramientos normales no son homogneos ni continuos, ya que existen encuentros de muros, forjados, estructuras, etctera, por lo que en el coeficiente de transmisin deben incluirse los coeficientes de transmisin de estos puntos singulares o puentes trmicos

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2.- ACONDICIONAMIENTO TRMICO E HIGROMTRICO. PSICROMETRA El aire atmosfrico contiene cierta cantidad de vapor de agua que vara con los cambios estacionales o segn la produccin de vapor de agua. A una temperatura dada el aire no puede contener en estado de vapor ms que

una cantidad de agua inferior a un nivel mximo denominado de saturacin (13 g/kg a 18C, p.ej.). Cuando el contenido de vapor de agua es menor (10,4 g/kg, p.ej.), el aire no est saturado y se caracteriza por su humedad relativa o relacin entre el peso o presin de vapor de agua existente y el vapor de agua saturante: 10,4/13 = 0,8 ( = 80 %).

La presin de saturacin crece con la T de aire, como se ve en el baco psicromtrico. Una masa de aire inicialmente no saturada (80 % a 18C, p.ej.) llevada a una T ms baja puede alcanzar el nivel de saturacin manteniendo su presin de vapor de agua. A partir de este punto parte del vapor de agua se condensar en estado lquido. La T a partir de la cual se produce esta condensacin se denomina punto de roco del ambiente considerado.

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2.- ACONDICIONAMIENTO TRMICO E HIGROMTRICO. PSICROMETRA As, pues, se producir siempre el fenmeno de la condensacin cuando el aire

descienda su T hasta un nivel igual o inferior a su punto de roco, o cuando el vapor contenido en el aire se encuentre en contacto con un cerramiento u objeto cuya T sea inferior al punto de roco.

El vapor de agua producido en el interior de un local aumenta la presin de vapor del aire ambiente y esto ocasiona una diferencia de presin de vapor entre los ambientes interno y externo.

Se produce un proceso de difusin de vapor a travs del elemento separador de los dos ambientes, desde el ambiente con ms presin de vapor, generalmente el interior, hacia el ambiente con menos presin de vapor, generalmente el exterior.

En el transporte de vapor a travs del cerramiento, si en algn punto de su interior la presin de vapor es superior a la de saturacin en ese punto (o sea, si la T en ese punto es inferior a la de roco del vapor en el mismo) se producir condensacin de vapor de agua.

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2.- ACONDICIONAMIENTO TRMICO E HIGROMTRICO. PSICROMETRA Al producirse el fenmeno de condensacin existe un desprendimiento de calor,

crendose un problema complejo que obliga, a efectos prcticos, a la introduccin de hiptesis simplificadoras.

El fenmeno de la difusin del vapor de agua en este campo se estudia de una manera anloga al de la transmisin de calor en rgimen permanente, es decir, suponindose que no han tenido lugar fenmenos secundarios.

Ley de Dalton: En cualquier mezcla mecnica de gases y vapores (aquellos que no se combinan

qumicamente): Cada gas o vapor en la mezcla ejerce una presin parcial individual que es igual a

la presin que ejercera si l slo ocupara todo el espacio. La presin total de la mezcla es igual a la suma de las presiones ejercidas por cada

uno de los gases o vapores en particular. El aire obedece a dicha ley ya que es una mezcla de gases y vapores.

La presin baromtrica total es la suma de todas las presiones parciales ejercidas por los gases secos y por el vapor de agua.

Por lo tanto: Patmosfrica = Paire seco + Pvapor agua 23


2.- ACONDICIONAMIENTO TRMICO E HIGROMTRICO. DEFINICIONES Humedad absoluta (Ha): es la cantidad de vapor de agua (mv) contenida en una

unidad de volumen de aire (V):

Humedad especfica (He): es la masa de vapor de agua (mv) contenida en 1 kg de masa de aire seco (M). Tambin se llama Contenido de Humedad:

Presin de saturacin (Psat): para una temperatura determinada, es la presin del vapor en condiciones de saturacin .

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2.- ACONDICIONAMIENTO TRMICO E HIGROMTRICO. DEFINICIONES Humedad relativa (): es la relacin entre la cantidad de vapor de agua que tiene

una determinada masa de aire (mv) y la que tendra si estuviese saturado de humedad a la misma temperatura (mvs). Es equivalente a la relacin entre presiones de vapor Pv y Psat:

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2.- ACONDICIONAMIENTO TRMICO E HIGROMTRICO. DEFINICIONES Coeficiente dv de permeabilidad (o difusividad) del vapor de agua a travs de un

material: cantidad de vapor de agua que atraviesa una muestra de extensin infinita y de caras plano-paralelas por unidad de rea, unidad de diferencia de presin parcial del vapor entre caras y unidad de tiempo.

La resistividad al vapor (rv) es la inversa del coeficiente de permeabilidad del vapor.

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2.- ACONDICIONAMIENTO TRMICO E HIGROMTRICO. DEFINICIONES El factor de resistencia a la difusin del vapor de agua indica cuantas veces es

mayor la resistencia a la difusin del vapor de agua de un material con respecto a una capa de aire de igual espesor (para el aire = 1).

Resistividad al vapor del aire = 5,5 MN.s/g.m

El espesor de aire equivalente frente a la difusin del vapor de agua es el producto del espesor por el factor de resistencia a la difusin del vapor de agua :

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2.- ACONDICIONAMIENTO TRMICO E HIGROMTRICO. DEFINICIONES Temperatura de saturacin Ts (o punto de roco): temperatura a la que una

muestra de aire hmedo llega a saturarse y empieza la condensacin, para una determinada presin de vapor parcial.

La relacin entre los distintos parmetros la proporciona el BACO PSICROMTRICO:

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2.- ACONDICIONAMIENTO TRMICO E HIGROMTRICO. APLICACIN CTE El acondicionamiento trmico e higromtrico se recoge en el Documento Bsico HE Ahorro de Energa, cuyo ndice es: HE 1 Limitacin de la demanda energtica HE 2 Rendimiento de las instalaciones de iluminacin HE 3 Eficiencia energtica de las instalaciones de iluminacin HE 4 Contribucin solar mnima de agua caliente sanitaria HE 5 Contribucin fotovoltaica mnima de energa elctrica

Este documento bsico plantea dos opciones: La opcin simplificada se puede utilizar cuando se cumpla:

que el porcentaje de huecos de fachada sea inferior al 60% de su superficie;

que el porcentaje de lucernarios sea inferior al 5% de la superficie total de cubierta;

las soluciones constructivas de los cerramientos sean convencionales. La opcin general que slo est limitada por la utilizacin de soluciones

constructivas innovadoras. 29


2.- ACONDICIONAMIENTO TRMICO E HIGROMTRICO. APLICACIN CTE OPCIN SIMPLIFICADA El objeto de la opcin simplificada es: limitar la demanda energtica de los edificios; limitar la presencia de las condensaciones en la superficie y en el interior de los

cerramientos; limitar las infiltraciones de aire en los huecos y lucernarios; limitar la transmisin de calor entre los locales calefactados y no calefactados. El procedimiento de aplicacin es: 1. Determinacin de la zonificacin climtica. 2. Clasificacin de los espacios del edificio. 3. Definicin de la envolvente trmica. 4. Comprobacin de las limitaciones de permeabilidad. 5. Clculo de los parmetros caractersticos de los cerramientos y particiones:

a) Transmitancia trmica b) Factor solar

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2.- ACONDICIONAMIENTO TRMICO E HIGROMTRICO. APLICACIN CTE OPCIN SIMPLIFICADA El objeto de la opcin simplificada es: limitar la demanda energtica de los edificios; limitar la presencia de las condensaciones en la superficie y en el interior de los

cerramientos; limitar las infiltraciones de aire en los huecos y lucernarios; limitar la transmisin de calor entre los locales calefactados y no calefactados.

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2.- ACONDICIONAMIENTO TRMICO E HIGROMTRICO. APLICACIN CTE OPCIN SIMPLIFICADA El procedimiento de aplicacin es: 1. Determinacin de la zonificacin climtica. 2. Clasificacin de los espacios del edificio. 3. Definicin de la envolvente trmica. 4. Comprobacin de las limitaciones de permeabilidad. 5. Clculo de los parmetros caractersticos de los cerramientos y particiones:

a) Transmitancia trmica b) Factor solar

6. Limitacin de la demanda energtica: a) Comprobacin de las transmitancias trmicas de los cerramientos y particiones. b) Clculo de la media de los parmetros caractersticos de las zonas de baja y alta carga interna. c) Comprobacin de las medias anteriores. d) Limitacin de la transmitancia trmica de las particiones interiores que separan las unidades de uso de las zonas comunes.

7. Control de las condensaciones intersticiales y superficiales. 32


2.- ACONDICIONAMIENTO TRMICO E HIGROMTRICO. APLICACIN CTE OPCIN SIMPLIFICADA- ZONA CLIMTICA Se establecen 5 zonas climticas para invierno, designadas por una letra y 4 para

verano, designadas con un nmero. La zona D4 no se contempla, la A1 y A2 se integran con la A3, la B1 y B2 con la B3

y la E2, E3 y E4 con la E1, por lo que quedan 12 zonas climticas distintas.

Para las localidades en las que la diferencia de altura con la capital de provincia es menor de 200 metros o es inferior a la de referencia se tomar la misma zona climtica que para la capital de provincia.

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2.- ACONDICIONAMIENTO TRMICO E HIGROMTRICO. APLICACIN CTE OPCIN SIMPLIFICADA- CLASIFICACIN DE LOS ESPACIOS Los espacios interiores de los edificios se clasifican en: espacios habitables y espacios no habitables. A efectos de la demanda energtica, los espacios habitables se clasifican en: Espacios de baja carga interna: aquellos que disipan poco calor, incluyen todos los

espacios de edificios de viviendas y similares (habitaciones de hotel, de hospital, zonas de circulacin,...)

Espacios de alta carga interna: aquellos en los que se genera gran cantidad de calor por razones de iluminacin, ocupacin o equipos existentes.

A efectos de la limitacin de condensaciones, los espacios habitables se clasifican en: Espacios de clase de higrometra 5: se prev gran produccin de humedad, como

lavanderas y piscinas. Espacios de clase de higrometra 4: se prev alta produccin de humedad, como

cocinas industriales, restaurantes, pabellones deportivos, duchas colectivas u otros de uso similar.

Espacios de clase de higrometra 3: no se prev alta produccin de humedad, se incluyen todos los espacios de los edificios residenciales y todos los no incluidos en los dos anteriores. 34


2.- ACONDICIONAMIENTO TRMICO E HIGROMTRICO. APLICACIN CTE OPCIN SIMPLIFICADA-ENVOLVENTE TRMICA La envolvente trmica est formada por todos los cerramientos que limitan los espacios habitables con el ambiente exterior y por todas las particiones interiores que limitan los espacios habitables con los no habitables que a su vez estn en contacto con el ambiente exterior. Los cerramientos y particiones interiores de los espacios habitables se clasifican, segn su situacin en: Cubiertas: cerramientos superiores en contacto con el aire con inclinacin menor

de 60 respecto de la horizontal. Suelos: cerramientos inferiores horizontales o ligeramente inclinados en contacto

con el aire, terreno o espacio no habitable. Fachadas: cerramientos exteriores en contacto con el aire con inclinacin mayor

de 60 respecto de la horizontal. Se agrupan en 6 orientaciones. Medianeras: cerramientos que lindan con otros edificios. Cerramientos en contacto con el terreno. Particiones interiores: elementos constructivos que separan el interior de los

edificios en diferentes recintos, las nicas que forman la envolvente trmica son las que separan los espacios habitables de los no habitables. 35


2.- ACONDICIONAMIENTO TRMICO E HIGROMTRICO. APLICACIN CTE OPCIN SIMPLIFICADA-ENVOLVENTE TRMICA

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2.- ACONDICIONAMIENTO TRMICO E HIGROMTRICO. APLICACIN CTE OPCIN SIMPLIFICADA-ENVOLVENTE TRMICA Los cerramientos de los espacios habitables se clasifican, segn su comportamiento trmico, en: Cerramientos en contacto con el aire

parte opaca, incluye los puentes trmicos. parte semitransparente, huecos de fachada y lucernarios de cubierta.

Cerramientos en contacto con el suelo suelos muros cubiertas enterradas

Particiones interiores en contacto con espacios no habitables excepto cmaras sanitarias cmaras sanitarias.

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2.- ACONDICIONAMIENTO TRMICO E HIGROMTRICO. APLICACIN CTE OPCIN SIMPLIFICADA-PERMAEABILIDAD AL AIRE La permeabilidad al aire de las carpinteras, medida con una sobrepresin de 100 Pa, tendr unos valores inferiores a: Para las zonas climticas A y B: 50 m3/h m2 Para las zonas climticas C, D y E: 27 m3/h m2 Los huecos y lucernarios exigidos por su permeabilidad al aire son: Para las zonas climticas A y B: clases 1, 2, 3 y 4. Para las zonas climticas C, D y E: clases 2, 3 y 4.

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2.- ACONDICIONAMIENTO TRMICO E HIGROMTRICO. APLICACIN CTE OPCIN SIMPLIFICADA- PARMETROS CARACTERSTICOS TRANSMITANCIA TRMICA Cerramientos en contacto con el exterior Se incluyen la parte opaca de los cerramientos en contacto con el aire exterior y los puentes trmicos integrados en ellos cuya superficie sea superior a 0,5 m2. La resistencia trmica de un cerramiento formado por capas trmicamente homogneas se calcula: La transmitancia trmica es la inversa de la resistencia trmica.

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2.- ACONDICIONAMIENTO TRMICO E HIGROMTRICO. APLICACIN CTE OPCIN SIMPLIFICADA- PARMETROS CARACTERSTICOS TRANSMITANCIA TRMICA Las resistencias trmicas superficiales en contacto con el aire exterior, en m2.K/W, son: La resistencia trmica de las medianeras se calcularn igual que la de los cerramientos exteriores pero considerando las resistencias superficiales como interiores.

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2.- ACONDICIONAMIENTO TRMICO E HIGROMTRICO. APLICACIN CTE OPCIN SIMPLIFICADA- PARMETROS CARACTERSTICOS TRANSMITANCIA TRMICA Las resistencias trmicas de las cmaras de aire son: Cmara sin ventilar, en m2.K/W

Cmaras ligeramente ventiladas: la mitad de los valores anteriores. Cmaras muy ventiladas: se desprecia la resistencia trmica de la cmara y de las

dems capas entre la cmara y el ambiente exterior e incluyendo una resistencia superficial exterior correspondiente al aire en calma, igual a la resistencia superficial interior.

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2.- ACONDICIONAMIENTO TRMICO E HIGROMTRICO. APLICACIN CTE OPCIN SIMPLIFICADA- PARMETROS CARACTERSTICOS TRANSMITANCIA TRMICA Cerramientos en contacto con el terreno Soleras o losas apoyados en el terreno 50 cm por debajo de ste: la transmitancia trmica US es funcin del ancho D del aislamiento perimtrico, de la resistencia trmica del aislante Ra, y de la longitud caracterstica B de la solera o losa.

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2.- ACONDICIONAMIENTO TRMICO E HIGROMTRICO. APLICACIN CTE OPCIN SIMPLIFICADA- PARMETROS CARACTERSTICOS TRANSMITANCIA TRMICA Cerramientos en contacto con el terreno

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2.- ACONDICIONAMIENTO TRMICO E HIGROMTRICO. APLICACIN CTE OPCIN SIMPLIFICADA- PARMETROS CARACTERSTICOS TRANSMITANCIA TRMICA Soleras o losas a una profundidad superior de 50 cm: la transmitancia trmica US es funcin de la profundidad z, de la resistencia trmica de la solera o losa Rf, y de la longitud caracterstica B de la solera o losa. Transmitancia trmica en W/m2.K

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2.- ACONDICIONAMIENTO TRMICO E HIGROMTRICO. APLICACIN CTE OPCIN SIMPLIFICADA- PARMETROS CARACTERSTICOS TRANSMITANCIA TRMICA Muros en contacto con el terreno: la transmitancia trmica UT es funcin de la profundidad z y de la resistencia trmica del muro Rm. Transmitancia trmica en W/m2.K Cubiertas enterradas: la transmitancia trmica UT se calcula igual que para los cerramientos en contacto con el exterior considerando el terreno como una capa de conductividad =2 W/m.K

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2.- ACONDICIONAMIENTO TRMICO E HIGROMTRICO. APLICACIN CTE OPCIN SIMPLIFICADA- PARMETROS CARACTERSTICOS TRANSMITANCIA TRMICA Particiones interiores en contacto con espacios no habitables Particiones interiores excepto suelos con cmaras sanitarias: la transmitancia trmica U es el producto de la transmitancia trmica de la particin por el coeficiente de reduccin de temperatura b. La transmitancia en la particin interior se calcula como en cualquier muro, pero

se tomar como resistencia superficial exterior la misma que en el interior. El coeficiente de reduccin de temperatura depende de la situacin del

aislamiento, del grado de ventilacin y de la relacin de reas entre la particin interior y el cerramiento (Aiu/Aue)

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2.- ACONDICIONAMIENTO TRMICO E HIGROMTRICO. APLICACIN CTE OPCIN SIMPLIFICADA- PARMETROS CARACTERSTICOS TRANSMITANCIA TRMICA Particiones interiores en contacto con espacios no habitables Coeficiente de reduccin de temperatura b

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CASO 1: Espacio ligeramente ventilado. CASO 2: Espacio muy ventilado


2.- ACONDICIONAMIENTO TRMICO E HIGROMTRICO. APLICACIN CTE OPCIN SIMPLIFICADA- PARMETROS CARACTERSTICOS TRANSMITANCIA TRMICA Particiones interiores en contacto con espacios no habitables Con cmaras sanitarias (altura 1m y profundidad 0,5m ): la transmitancia trmica US en W / m2K es funcin de la longitud caracterstica B del suelo y de la resistencia trmica Rf.

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2.- ACONDICIONAMIENTO TRMICO E HIGROMTRICO. APLICACIN CTE OPCIN SIMPLIFICADA- PARMETROS CARACTERSTICOS TRANSMITANCIA TRMICA Huecos y lucernarios La transmitancia de los huecos UH (W/m2K) es: siendo UH,v transmitancia trmica de la parte semitransparente UH,m transmitancia trmica de los marcos FM fraccin del hueco ocupado por el marco

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2.- ACONDICIONAMIENTO TRMICO E HIGROMTRICO. APLICACIN CTE OPCIN SIMPLIFICADA- PARMETROS CARACTERSTICOS FACTOR SOLAR El factor solar modificado en el hueco o en el lucernario ser: siendo FS factor de sombra, parte de la radiacin no bloqueada por obstculos FM fraccin del hueco ocupado por el marco g factor solar de la parte semitransparente a incidencia normal, cociente entre la radiacin que se introduce por el acristalamiento y la que se introducira si el cristal se sustituye por un hueco perfectamente transparente UH,m transmitancia trmica de los marcos absortividad del marco, dada por:

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2.- ACONDICIONAMIENTO TRMICO E HIGROMTRICO. APLICACIN CTE OPCIN SIMPLIFICADA- PARMETROS CARACTERSTICOS FACTOR SOLAR

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2.- ACONDICIONAMIENTO TRMICO E HIGROMTRICO. APLICACIN CTE COMPROBACIN DE LAS TRANSMITANCIAS TRMICAS La transmitancia trmica de todos los cerramientos y particiones interiores que

forman la envolvente trmica, en W / m2K, deben ser inferiores a los de la siguiente tabla:

La transmitancia de las particiones interiores que limitan las unidades de uso con las zonas comunes no ser superior a 1,2 W / m2K

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2.- ACONDICIONAMIENTO TRMICO E HIGROMTRICO. APLICACIN CTE PARMETROS CARACTERSTICOS MEDIOS Para las zonas de baja carga interna y para las de alta carga interna se calcular la

media de los parmetros caractersticos ponderando el valor de los parmetros con la fraccin de su rea frente a la total, obtenindose los siguientes valores:

Transmitancia media de: cubiertas, incluyendo puentes trmicos y lucernarios. suelos. muros de fachada para cada orientacin, incluyendo puentes trmicos. cerramientos en contacto con el terreno. huecos de fachada para cada orientacin.

Factor solar modificado medio de: huecos de fachada. lucernarios de cubierta.

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2.- ACONDICIONAMIENTO TRMICO E HIGROMTRICO. APLICACIN CTE PARMETROS CARACTERSTICOS MEDIOS

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2.- ACONDICIONAMIENTO TRMICO E HIGROMTRICO. APLICACIN CTE VALORES LMITE DE PARMETROS CARACTERSTICOS MEDIOS

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2.- ACONDICIONAMIENTO TRMICO E HIGROMTRICO. APLICACIN CTE CONDENSACIONES La temperatura exterior y la humedad relativa exterior que se adoptarn son:

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2.- ACONDICIONAMIENTO TRMICO E HIGROMTRICO. APLICACIN CTE CONDENSACIONES La temperatura exterior y la humedad relativa exterior que se adoptarn son:

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2.- ACONDICIONAMIENTO TRMICO E HIGROMTRICO. APLICACIN CTE CONDENSACIONES La temperatura exterior y la humedad relativa exterior que se adoptarn son: (ETC)

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2.- ACONDICIONAMIENTO TRMICO E HIGROMTRICO. APLICACIN CTE CONDENSACIONES SUPERFICIALES Se debe comprobar que el factor de temperatura de la superficie interior es superior al factor de temperatura de la superficie interior mnimo incluido en la siguiente tabla El cumplimiento de la transmitancia mxima, asegura el cumplimiento de la

condicin anterior para clases de higrometra 4 o inferior. No obstante, deben comprobarse los puentes trmicos.

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2.- ACONDICIONAMIENTO TRMICO E HIGROMTRICO. APLICACIN CTE CONDENSACIONES INTERSTICIALES Esta comprobacin no es necesaria en los cerramientos en contacto con el

terreno y en los cerramientos en los que se disponga de barrera contra el paso de vapor de agua.

La comprobacin se basa en la comparacin entre la presin de vapor y la presin de saturacin.

Se considera nula la cantidad de agua condensada admisible en los materiales aislantes.

El agua condensada en cada periodo anual en una capa distinta de la aislante debe ser inferior a la cantidad de agua evaporada posible en el mismo periodo.

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2.- ACONDICIONAMIENTO TRMICO E HIGROMTRICO. APLICACIN CTE CONDENSACIONES INTERSTICIALES La temperatura del ambiente interior se tomar igual a 20. La humedad relativa del ambiente interior ser:

La presin de saturacin en funcin de la temperatura se puede calcular con las siguientes expresiones:

o Temperatura () 0C

o Temperatura () < 0C

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3.- ACONDICIONAMIENTO ACSTICO. SITUACIN EN ESPAA

Espaa es el segundo pas ms ruidoso del mundo (despus de Japn). El ruido ocasiona ansiedad y estrs a uno de cada cuatro espaoles Cada da, ms de nueve millones de espaoles soportan niveles de ruido que

superan el lmite tolerable, establecido por la Organizacin Mundial de la Salud en 65 decibelios.

Y 13 millones de personas sufren problemas de contaminacin acstica en su vivienda.

El trfico y las perforadoras de la calle, la msica atronadora del vecino o un nio que grita en casa provocan que el ruido alcance, en ocasiones, niveles insoportables.

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3.- ACONDICIONAMIENTO ACSTICO. SITUACIN EN ESPAA Porcentaje de viviendas familiares con problemas de ruidos exteriores

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3.- ACONDICIONAMIENTO ACSTICO. EFECTOS DEL RUIDO EN LA SALUD

Numerosos organismos oficiales entre los que se encuentran la OMS, la CEE y el CSIC Espaol (Consejo Superior de Investigaciones Cientficas), han declarado de forma unnime que el ruido tiene efectos muy perjudiciales para la salud.

La lista de posibles consecuencias de la contaminacin acstica es larga:

prdida de audicin, interferencias en la comunicacin, perturbacin del sueo, estrs, irritabilidad, agresividad, cansancio, dolor de cabeza,

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3.- ACONDICIONAMIENTO ACSTICO. EFECTOS DEL RUIDO EN LA SALUD

disminucin de rendimiento y de la concentracin, agresividad, cansancio, dolor de cabeza, problemas de estmago, alteracin de la presin arterial, alteracin de ritmo cardaco, depresin del sistema inmunolgico (bajada de defensas), alteracin de los niveles de segregacin endocrina, vasoconstriccin, problemas mentales, estados depresivos, etc.

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3.- ACONDICIONAMIENTO ACSTICO. ONDAS ACSTICAS

Qu es una onda acstica? Es la propagacin (onda) de una vibracin en un determinado medio material. Qu es el sonido? Es una onda acstica capaz de producir una sensacin auditiva. Por lo tanto: Hay ondas acsticas que no son sonidos (infrasonidos y

ultrasonidos). Una misma onda acstica puede ser un sonido para un ser vivo y no

para otro.

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Qu es un ruido? Es un sonido que produce molestia, es decir, que resulta desagradable. Por lo tanto: La diferencia entre sonido y ruido es subjetiva. Un mismo sonido puede resultar molesto (ruido) para un persona, pero no para otra (sonido). Ejemplo: Si omos msica en casa y nos escucha el vecino, la msica para nosotros ser un sonido y para el vecino ser un ruido.

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ACSTICA FSICA VS.ACSTICA FISIOLGICA

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3.- ACONDICIONAMIENTO ACSTICO. ONDAS ACSTICAS Qu provoca una onda acstica? Una onda de presin:

Cuando las partculas del medio se acumulan, aumenta la presin respecto de la que haba antes de llegar la onda (compresin), mientras que cuando se separan, disminuye la presin respecto de la que haba antes de llegar la onda (presin de equilibrio, normalmente la atmosfrica).

Una onda de densidad: Cuando las partculas del medio se acumulan, se crea una zona de compresin (mayor densidad), mientras que cuando se separan, se crea una zona de dilatacin (menor densidad).

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3.- ACONDICIONAMIENTO ACSTICO. ONDAS ACSTICAS De todas las magnitudes involucradas en una onda, lo usual en

Acstica Arquitectnica y Ambiental es caracterizar la onda sonora como una onda de presin.

La presin sonora es:

P0: presin en el medio antes de la llegada de la onda (presin de equilibrio). P(x,t): presin real en un punto X y un instante t, una vez que ha llegado la onda. La presin sonora nos informa de cmo cambia la presin al pasar la

onda, respecto de la que haba antes de pasar. Su valor es muy pequeo frente a las presiones habituales.

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3.- ACONDICIONAMIENTO ACSTICO. FRECUENCIA Frecuencia (f): nmero de oscilaciones por segundo.

Unidades S.I.: 1/s = Hz Herzio

La frecuencia del sonido suele coincidir con la frecuencia de la vibracin mecnica que lo ha generado (frecuencia del diapasn).

Frecuencia angular:

Unidades S.I.: rad/s

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3.- ACONDICIONAMIENTO ACSTICO. FRECUENCIA La frecuencia de un sonido y de una onda acstica en general, es

una magnitud fsica muy importante pues: El odo humano de un adulto normal slo es capaz de detectar

ondas acsticas entre 20 Hz y 20 kHz (SONIDOS). El comportamiento acstico de los materiales y soluciones

constructivas depende mucho de la frecuencia.

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3.- ACONDICIONAMIENTO ACSTICO. LONGITUD DE ONDA Longitud de onda (): distancia entre dos puntos consecutivos que se encuentren en el mismo estado de vibracin en todo instante de tiempo. Distancia recorrida por la onda en el tiempo de un periodo T

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3.- ACONDICIONAMIENTO ACSTICO. MAGNITUD DEL SONIDO Presin sonora (p): representa las variaciones de la presin

atmosfrica en torno a su valor de equilibrio, que en condiciones normales, al nivel del mar es del orden de 105 Pa. Unidades: N/m2 = Pa.

El valor medio de la presin sonora es aproximadamente nulo, ya que toma aproximadamente tantos valores positivos como negativos. Por lo tanto, no es un indicador adecuado. Se usa la presin sonora eficaz, que se define como:

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3.- ACONDICIONAMIENTO ACSTICO. MAGNITUD DEL SONIDO Intensidad sonora (I): energa transportada por la onda por unidad

de tiempo y unidad de superficie, a travs de un rea perpendicular a la direccin de propagacin. Unidades: W/m2. La intensidad sonora es igual a la presin sonora por la velocidad de las partculas del medio.

Potencia sonora (W) : cantidad de energa sonora emitida por la

fuente por unidad de tiempo. Unidades: J/s = W. Si no hay prdidas en el medio toda la potencia radiada atravesar cualquier superficie que encierre a la fuente. Si la fuente es omnidireccional (radia uniformemente en todas la direcciones), la potencia sonora es el producto de la intensidad sonora por el rea de la superficie encerrada.

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3.- ACONDICIONAMIENTO ACSTICO. MAGNITUD DEL SONIDO Intensidad sonora (I): energa transportada por la onda por unidad

de tiempo y unidad de superficie, a travs de un rea perpendicular a la direccin de propagacin. Unidades: W/m2. La intensidad sonora es igual a la presin sonora por la velocidad de las partculas del medio.

Potencia sonora (W) : cantidad de energa sonora emitida por la

fuente por unidad de tiempo. Unidades: J/s = W. Si no hay prdidas en el medio toda la potencia radiada atravesar cualquier superficie que encierre a la fuente. Si la fuente es omnidireccional (radia uniformemente en todas la direcciones), la potencia sonora es el producto de la intensidad sonora por el rea de la superficie encerrada.

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EDIFICACIN Y CONSTRUCCIN INDUSTRIALIZADA

CURSO 2013-2014 TEMA 8: LA FSICA DEL EDIFICIO.

Departamento de Ingeniera Civil

Curso de adaptacin al Grado de Ing. Civil Profesor Asociado: Antonio Escandell Garca

[email protected]

tema 8-la fisica del edificio-2014_rev00

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