Calidad Termica En Las Edificaciones

REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA

INSTITUTO UNIVERSITARIO POLITÉCNICO

“SANTIAGO MARIÑO”

EXTENSION PORLAMAR.

CALIDAD TERMICA EN LAS EDIFICACIONES

Autores:

Delpino Rojas, Fabielys CI: 20.112.212

Garcia Larez, Gustavo CI: 21.379.412

Liu Salazar, Nathalie CI: 22.650.157

Padron, Freidelys CI:

Pampatar, Octubre de 2013

INDICE GENERAL

CONTENIDO Pág.

INTRODUCCIÓN…………………………………………………………….. 3

TRANSMISIÓN DEL CALOR POR CONDUCCIÓN, CONVECCIÓN Y RADIACIÓN………………………………………………………………… 4

EL EDIFICIO Y SU INTERCAMBIO TERMICO CON EL EXTERIOR… 10

FLUJO DE CALOR A TRAVÉS DE ELEMENTOS OPACOS………….. 13

FLUJO DE CALOR A TRAVÉS DE ELEMENTOS TRANSPARENTES 14

CRITERIOS DE DISEÑO………………………………………………….. 15

EJEMPLOS DE EDIFICIOS DE BAJO CONSUMO ENERGÉTICO… 21

CONCLUSION…………………………………………………………..…… 24

REFERENCIAS ELECTRÓNICAS………………………………….……... 25

ANEXOS…………………………………………………………….……...... 26

INTRODUCCIÓN

Antes del desarrollo tecnológico existió la Arquitectura primitiva o Arquitectura vernácula que se adaptaba a las características climáticas, se realizaba con los materiales regionales y se basaba en las tradiciones culturales. Esta Arquitectura primitiva lograba una relación armónica entre el hombre y la naturaleza y reflejaba las características propias de cada lugar, muy diferente a lo que acontece hoy en día cuando la Arquitectura es similar en latitudes, climas, regiones y en formaciones socio económicas y culturales muy diferentes.

Esto tuvo su origen en la posibilidad que brindó el desarrollo tecnológico de poder enfriar y calentar los interiores de los edificios de forma artificial, lo cual permitió que los diseñadores obviaran la consideración en el diseño del edificio de las condiciones particulares del sitio. Así surgió la Arquitectura Internacional, que puede descubrirse, bajo formas diferentes, en cualquier ciudad o país de la Tierra

Con la crisis energética mundial surgió la necesidad de racionalizar el consumo de energía y hubo un auge importante de diseños basados en criterios de racionalidad energética y de sustituir el consumo de energía convencional por fuentes alternativas de energía. La recuperación de la estabilidad de los precios del petróleo desestimuló esta tendencia que se conoce como Arquitectura pasiva o bioclimática.

La Arquitectura internacional ha adoptado formas diversas en dependencia del programa arquitectónico o la tecnología constructiva pero en general resultan edificios altamente consumidores de energía lo cual contribuye a la contaminación ambiental. Por otra parte, por muy sofisticados que sean los sistemas artificiales para calentar o enfriar los edificios ellos no pueden resolver las deficiencias de diseño que resultan cuando se obvian las características climáticas, culturales, sociales y económicas de un lugar. En los últimos años la urgencia de proteger el medio ambiente ha estimulado nuevamente a los diseñadores a retomar y desarrollar nuevas técnicas alternativas que aprovechan los recursos naturales y permiten un uso racional de la energía convencional en el acondicionamiento ambiental de los edificios.

TRANSMISIÓN DEL CALOR POR CONDUCCIÓN, CONVECCIÓN Y RADIACIÓN

La condición esencial para la transmisión del calor es que los cuerpos tengan temperaturas diferentes. El flujo de calor se dirige del más caliente al más frío. La transmisión de calor supone una verdadera transformación de energía térmica.

RADIACIÓN.

Todos los cuerpos que poseen energía interna tienen la propiedad de transformar una parte de la misma en energía radiante. Todos los elementos del ambiente árboles, tierra, edificios, etc, emiten radiaciones. La energía radiante está constituida por ondas electromagnéticas que se desplazan a la velocidad de 300 000 km/s.

Tiene lugar mediante una doble transformación de energía. Una parte del calor de A y B se convierte en energía radiante que llega al otro donde se absorbe en una proporción que depende de las características de la superficie, y es nuevamente transformada en calor.

La energía radiante emitida por un cuerpo se define por la cantidad y la calidad.

Los Cuerpos Emisores.

La cantidad está dada por la potencia total emitida en W u otras unidades equivalentes y se define por la Emisividad (E) o coeficiente de emisión: El mejor emisor de energía radiante es el cuerpo negro (que no se da en la naturaleza sino sólo en laboratorios) y tiene la propiedad de absorber toda la energía que llega a él. La emisividad de un cuerpo se determina por la relación entre su irradiancia Hr y la del cuerpo negro Hrn a igual temperatura E = Hr/Hrn. Los valores de E están comprendidos entre 0 y 1, dependen de la naturaleza del cuerpo y de su temperatura. Los materiales de construcción pueden clasificarse en dos grupos:

metálicos E = 0 - 0.30 los valores menores corresponden con las superficies más pulidas.

no metálicos E = 0.85 - 1.00.

Los valores entre 0.30 y 0.85 corresponden a cuerpos como las pinturas metálicas que resultan de una combinación de los dos grupos. La emisividad es una propiedad de la capa superficial del material.

Coeficiente de emitancia (emisividad) de radiación de onda larga, (E)

Superficie E(%)

lechada 85-90

aluminio 20-30

acero galvanizado 40-60

hormigón 85-95

ladrillo rojo 85-95

asfalto 85-95

Los Cuerpos Como Receptores.

La calidad está dada por la longitud de onda. Hay múltiples tipos y se identifican por la longitud de su onda que es la distancia entre dos máximos sucesivos. Las ondas electromagnéticas se desplazan en todas las direcciones y en línea recta a partir de la superficie emisora. Las radiaciones siguen las leyes de la óptica (como la luz) al llegar a un cuerpo son absorbidas, reflejadas o transmitidas. La energía radiante (onda corta) absorbida se transforma en energía térmica o calor (onda larga). En cambio la energía reflejada o transmitida no se altera, se mantiene como radiación de onda corta. VER ANEXO 1

La longitud de onda de la radiación depende de la temperatura del cuerpo emisor. El sol tiene una temperatura alrededor de los 5 500°C y emite ondas infrarrojas cortas.

Los objetos, cuya temperatura oscila entre 1 y 50°C, emiten ondas infrarrojas largas.

Se absorbe sólo una parte y depende del color de la superficie receptora. La absorción será baja para colores claros. Una superficie blanca refleja bien las ondas visibles cortas y absorbe las radiaciones de onda larga, o sea refleja la radiación solar y absorbe las radiaciones emitidas por los cuerpos en el ambiente. VER ANEXO 2 y 3

La superficie blanca teórica tiene el máximo valor del coeficiente de reflexión, r=1 y la mínima absorción, a=0.

La superficie negra teórica tiene el mínimo valor de reflexión, r=0 y la máxima absorción, a=1.

Las superficies claras, pulidas y brillantes tiene una alta reflexión. VER ANEXO 4

Si dos superficies una blanca y otra brillante son expuestas a la radiación solar ambas reflejarán y absorberán la misma cantidad de calor; pero la superficie blanca remitirá mucho del calor absorbido, mientras que la brillante no, por lo que alcanzará una temperatura mucho más alta.

Coeficiente de absorción (absortividad) de la radiación solar (a)

Superficie a(%)

lechada 20-30

aluminio 30-50

acero galvanizado 45-65

hormigón 65-80

ladrillo rojo 80-90

asfalto 85-95

RESPUESTA DE LOS MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN ANTE LA RADIACIÓN TÉRMICA Y SOLAR.

Deben dominarse los efectos resultantes de las características térmicas de los materiales para estar en capacidad de hacer una adecuada selección para cada caso.

La radiación térmica.

La mayor parte de los materiales de construcción, son cuerpos negros (absorbentes) para la radiación de onda larga, independientemente del color de su superficie, excepto los metales que son buenos reflectores también para este tipo de radiación.

La radiación solar.

Con relación a la radiación de onda corta el comportamiento de los materiales de construcción sí depende del color de su superficie y absorben sólo una parte de la radiación incidente.

CONVECCIÓN.

Trataremos el fenómeno convectivo sólo entre el aire, el hombre y los edificios. La convección puede ser:

• natural donde el aire es generado por la diferencia de temperatura ( T). En las cámaras de aire sin ventilación, en vidrios, paredes y techos dobles.

• forzada donde el aire tiene velocidad propia.

La convección se realiza entre dos cuerpos en contacto si uno de ellos es fluido. Se produce primero por conducción y ante el cambio en la temperatura del fluido éste adquiere movimiento

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