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• Ricardo Rodriguez

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• Termodinámica

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4.- Resistencia térmica global (Ro): La transferencia de calor a través de las paredes, techo, piso y demás elementos de una construcción es atreves de la capa de aire de un lado de los material sólidos, y después a través de la capa de aire del otro lado, también se debe de considerar los diferentes elementos constructivos, por lo que la resistencia global se puede calcular mediante la sumatoria de todas las resistencias térmicas individuales. R0 = R1+R2+R3+…….+Rn 5.- Coeficiente Global de transferencia de Calor (Uo): Para cada aplicación, el diseñador puede calcular la resistencia térmica global de cada parte de la construcción por la que pasa el calor, pero, por fortuna existen cálculos ya hechos para muchas combinaciones diferentes de materiales, sin embargo la mayor de las tablas no presentan los resultados como resistencia global, sino como conductancia general, a la que se le llama coeficiente global de transferencia de calor, siendo la relación entre Ro y U la siguiente:

6.- Perdidas de calor de transferencia de calor en paredes y pisos de sótanos subterráneos.  Sótano con calefacción por unidades terminales: Las pérdidas de calor se deben calcular con la temperatura de diseño para el sótano.  Sótano sin calefacción: La temperatura de un sótano sin fuentes de calor, quedaran entre la temperatura de diseño interior y interior y exterior, no se debe hacer cálculos para perdidas de calor  Sótano con Equipo de calefacción: Se recomiendan las siguientes directrices. o

Para toda la zona en la cual se encuentre la fuente de calor, suponer que la temperatura interior es igual a la del resto de la construcción y calcular la perdida resultante de calor.

o

Para otras partes asumir un sótano no calentado.

7.- Perdidas por transferencia de calor pisos sobre el terreno y pisos sobre entrepisos.  Pisos sobre entre piso: Si el entrepiso esta ventilado durante la estación fría, para evitar la condensación de humedad, la temperatura del aire exterior la

pérdida de calor a través del piso deberá calentarse mediante la ecuación del coeficiente global de transferencia de calor.  Pisos sobre el terreno: Cuando un piso esta sobre el terreno la perdida de calor es mayor cerca de los extremos exteriores, es decir el perímetro de la construcción y es proporcional a la longitud de dichos extremos y no a la superficie del piso, para su cálculo se utiliza la siguiente ecuación: E = Coeficiente de pérdida de calor en el extremo L = Longitud del perímetro.

8.- Perdidas de calor sensible por infiltración de aire: Ocurre cuando el aire exterior entra a través de las aberturas de los marcos de las ventanas y puertas, y en las puestas que permanecen abiertas o son de constante acceso debido a la presión del viento, para el cálculo de esta pérdida de calor se utiliza la ecuación del calor sensible siguiente: CFM = Velocidad de infiltración o ventilación del aire (FT3/min) Para el cálculo de los CFM del aire se deben realizar por los siguientes métodos:  Métodos de las fisuras: Este método supone que se puede medir o establecer una tasa de infiltración del aire con exactitud, por pie de fisura.  Método del cambio de aire: este método supone que se puede calcular el número de cambios de aire por hora, siendo igual al volumen del recinto, por lo cual se emplea la siguiente ecuación: CA =Numero de cambios de aire por hora del recinto V =Volumen del recinto.

9.- Consideraciones de diseño: Son consideradas las condiciones interiores y exteriores para los cálculos de cargas, las condiciones de interiores se definen como aquellas combinaciones de temperatura y humedad que se encuentran en las zonas de confort humano, las consideraciones exteriores se basan en las temperaturas esperadas de acuerdo con los registros climatológicos.

10.- Temperatura de recintos sin calefacción: Los espacio sin calefacción situados entre un recinto calentado y el exterior tienen temperaturas inferiores a las del recinto calentado, por lo que se debe de calcular las pérdidas de calor por el recinto que los separa, ahora bien si el espacio no calentado tiene una gran área de vidrio expuesto, se considerara que el espacio está a la temperatura exterior, y si está totalmente rodeado por espacios con calefacción se puede suponer que esta a las condiciones interiores de diseño y se ignora la transferencia de calor. 11.- Perdidas de calor del recinto y cargas de calor del recinto: Se define la pérdida de calor del recinto como la sumatoria de todas las pérdidas de calor por transferencia e infiltración y ventilación del recinto, ya las cargas de calor como el calor que se debe de agregar al recinto para igualar a la perdidas existentes. 12.- Cargas de calefacción de la Construcción: Las cargas se definen como la cantidad de calor necesaria para la construcción en las con condiciones exteriores de diseño siendo estas la sumatoria de todas las pérdidas de calor por transferencia, infiltración y ventilación del recinto (si es que las hay).  Perdidas de calor por transferencia de calor: Es la sumatoria de las pérdidas al exterior a través de las paredes, ventanas, puertas, pisos y techos.  Perdidas por infiltración: Los procedimientos para calcular los CFM de infiltración mediante los métodos antes mencionados, se realizan de la siguiente manera: o

Para el método del cambio de dirección del aire se toma la infiltración de aire de los recintos.

o

Para calcular la perdida de calor por infiltración en la construcción se utiliza el método de las fisuras en el cual se calculan dos valores por separados, el primero se calculan los CFM de infiltración en cada lado de la construcción, y segundo se calcula la mitad de la suma de los CFM de infiltración en todos los lados de la construcción, como resultado se debe escoger el resultado máximo de infiltración para los puntos 1 y 2 como los CFM de pérdidas de infiltración para la construcción.

13.- Otras Pérdidas de Calor  Perdidas de calor en ductos: En un sistema de calefacción con aire caliente, si los ductos pasan a través de espacios sin calefacción habrá transferencia de calor desde el aire hasta los espacios más fríos.

 Fugas en Ductos: Puede haber fugas en los ductos de suministros lo cual contribuye una pérdida de calor si la fuga es hacia espacios no acondicionados.  Perdidas en tuberías: En los sistemas con caldera, el calor que pierden los tubos calientes que pasan por espacios sin acondicionamiento se deben calcular y sumar a la carga de la construcción, aunque si se aíslan bien estas pérdidas de calor pueden ser ignoradas.  Perdidas en recuperaciones: Cuando una construcción se calienta de modo intermitente, o cuando se practica la modificación nocturna de temperatura, si la capacidad del equipo apenas iguala la carga de la construcción, el equipo de calefacción puede no proporcionar a los recintos la temperatura de diseño con suficiente rapidez, en este caso sería conveniente sobredimensionar el equipo de calefacción central, considerando las capacidades extras del 10% para construcciones con calefacción intermitente y del 40% para disminuciones nocturnas de temperaturas de 10ºF.  Calefacción domestica de agua caliente: En ocasiones se usan la salida de calor de una caldera para la calefacción de agua caliente domestica, si este es el caso, se debe incluir esa carga cuando se especifique el tamaño de la caldera. 14.- Conservación de la Energía.  Usar bastante aislamiento en toda la construcción, por ejemplo se recomienda una resistencia global del techo-cielo raso de R-20 a R-30.  Usar siempre que sea posible la temperatura invernal de diseño de 97,5% exterior.  Usar temperaturas invernales de diseño para interiores queden confort (68ºF a 72ºF)  Se deben de usar cintas aislantes en ventanas y puertas, y/o ventanas dobles o de doble vidrio, exceptuando aquellos lugares con clima moderado. (0,5 a 0,75 CFM/ft)  Se deben de calcular las pérdidas de calor con los procedimientos detallados y correctos.  El diseño arquitectónico de la construcción, debe ser consistente con la reducción del consumo de energía.  Seguir las normas de construcción aplicables para la conservación de energía.