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Therm Cálculo y simulación de Puentes Térmicos

Guía de Uso

Germán Campos | www.ecoeficiente.es RIGHTS INFO

http://www.ecoeficiente.es/

http://www.safecreative.org/work/1309095740525

ÍNDICE 1 GUÍA BÁSICA DE THERM 1

1.1 ¿Qué es Therm? 1

1.2 El Interfaz Gráfico de Therm 2

2 THERM Y EL MODELADO DE PUENTES CONFORME A LA ISO 10211:2007 19

2.1 Modelado geométrico 19

2.2 Condiciones de contorno 20

2.2.1 Temperaturas 20

2.2.2 Resistencia superficial interior 21

2.2.3 Resistencia superficial exterior 21

2.2.4 Planos de corte 21

2.3 Propiedades de los materiales 21

2.4 Cálculo de la transmitancia térmica lineal del puente Ψ 22

3 THERM Y EL CÁLCULO DEL RIESGO DE CONDENSACIONES SUPERFICIALES EN PUENTES TÉRMICOS 24

Germán Campos | www.ecoeficiente.es 1

1 GUÍA BÁSICA DE THERM

1.1 ¿Qué es Therm?

Therm es un programa informático para el Análisis de la Transmisión del Calor Bi-dimensional a través de Elementos Constructivos.

Está desarrollado por Lawrence Berkeley National Laboratory (LBNL), es gratuito y puede descargarse en http://windows.lbl.gov/software/.

El análisis bidimensional de la transmisión de calor en Therm se basa en el método de los elementos finitos, que permite modelizar complejas geometrías. El interfaz gráfico del programa permite dibujar la sección transvesal del elemento a analizar a partir de ficheros DXF o BMP importados, o introducir las medidas de forma manual. Cada sección transversal se representa por una combinación de polígonos. Se definen las propiedades de cada polígono y se introducen las condiciones ambientales a las que está expuesto el componente a partir de la definición de las condiciones de contorno que rodean la sección transversal. Una vez creado el modelo, el cálculo restante (mallado y transmisión de calor) es automático. Se pueden visualizar los resultados de Therm de diversas formas, incluyendo el cálculo del U-factor, isotermas, vectores de flujo y temperaturas en cada punto.

Uno de los usos principales de Therm es el cálculo de las propiedades térmicas de carpinterías y su utilización conjunta con el programa Window, para el cálculo del conjunto de marco + vidrio y su uso en la certificación de la norma americana (NFRC, National Fenestration Rating Council).

Existen por tanto funcionalidades en Therm orientadas al cálculo de sistemas acristalados que no se contemplarán la presente guía.

Esta guía se completa con un videotutorial introductorio donde se muestra el modelado geométrico, la asignación de materiales y condiciones de contorno así como el cálculo de la transmitancia térmica lineal de un puente térmico.

Puede visualizar dicho videotutorial en: http://ecoeficiente.es/introtherm

http://windows.lbl.gov/software/

http://ecoeficiente.es/introtherm


1.2 El Interfaz Gráfico de Therm

Como casi todos los programas, consta de menús, botones y atajos del teclado. Adicionalmente, tenemos el espacio de trabajo donde dibujaremos la geometría y una barra de información en la parte inferior.

A continuación se irán describiendo todas las opciones de los diferentes menús, mostrando la imagen del botón correspondiente y el atajo del teclado si lo hubiera así como las distintas ventanas con opciones adicionales que pueden ir apareciendo.


File

New (Ctrl+N) creamos un modelo nuevo. Podemos tener varios modelos abiertos en

el programa simultáneamente e incluso copiar y pegar elementos de un modelo a otro.

Open (Ctrl+O) abrimos un modelo existente.

Close cerramos el modelo actualmente abierto.

Save (Ctrl+S) guardamos el modelo actual, sobreescribiendo si se ha grabado

anteriormente.

Save As… guardamos el modelo actual, pudiendo cambiar su nombre.

Underlay permite cargar un fichero de fondo en formato dxf o BMP (imagen) como

referencia para el dibujo de la geometría en el modelo. Se nos abre la ventana Underlay:

File mediante Browse seleccionamos el fichero a utilizar

de fondo.

Remove nos permite eliminar un fondo cargado

previamente.

En Scaling podemos definir la escala Horizontal o Vertical del

dibujo importado así como las unidades Units en las que

se encuentra definido (sólo archivos dxf).

La opción AutoConvert permite transformar automá-

ticamente polilíneas y curvas cerradas definidas en el dxf en polígonos de nuestro modelo. Hay que tener cuidado porque Autoconvert puede crear polígonos superpuestos si hay polilíneas definidas varias veces en el fichero dxf. Estos polígonos superpuestos habrá que eliminarlos en Therm (puede comprobarse si


hay polígonos superpuestos mediante el menú View-Show Voids/Overlaps ). Más

información en:

http://windows.lbl.gov/software/therm/Docs/Chapter10.pdf.

Set Color permite cambiar el color de la geometría importada como fondo.

DXF Filter permite seleccionar los elementos dxf a importar, entre: Polylines, Lines, Points, Circles,

Arcs, Trace y Solids.

El origen de la geometría importada de fondo se define mediante X e Y del Underlay

Origin , con respecto al origen del modelo de Therm.

Los ficheros dxf deben haberse guardado en formato ASCII (no binario) y recomendable explotar las entidades.

Export permite exportar el modelo al programa Window para el cálculo de ventanas

completas.

Import permite importar un fichero de marco en formato F30 (del software FRAME 3.0).

Properties… permite asignar ciertas propiedades generales al fichero (Title, Created by,

Company, Client) así como el tipo de sección Cross Section (para el cálculo de carpinterías).

Report genera un pequeño informe resumen del modelo.

Page Setup configuración de la página para impresión.

Print… (Ctrl+P) imprime una página con el modelo.

Print Preview previsualiza la página a imprimir.

Print Setup… configura la impresora.

Archivos recientes aparece un listado de los 4 últimos ficheros abiertos para su apertura

rápida.

Exit cierra el programa Therm.

http://windows.lbl.gov/software/therm/Docs/Chapter10.pdf


Edit

Undo (Ctrl+Z) deshace la última acción (cuidado que no deshace cualquier tipo de

acción).

Cut (Ctrl+X) corta uno o varios objetos del modelo.

Copy (Ctrl+C) copia uno o varios objetos del modelo. Establece como origen de copiado

el localizador locator, que puede posicionarse en cualquier punto del modelo mediante

Draw-Locator (Shift+F2) y se visualiza con un pequeño círculo azul .

Paste (Ctrl+V) pega los objetos copiados situando el locator del modelo de origen en el

locator del modelo de destino. Permite posicionar elementos dibujados en diferentes modelos (archivos) en un mismo modelo de forma sencilla, aprovechando elementos dibujados con anterioridad.

Delete (Supr) elimina los objetos seleccionados.

Delete All elimina todos los objetos del modelo.

Select All selecciona todos los objetos del modelo.

Unselect All deselecciona todos los objetos del modelo.

Select Special… permite realizar selecciones avanzadas por Material, Condiciones de

contorno o ID, y añadir o eliminar de la selección actual.

Update All Glazing Systems (Ctrl+U) actualiza las referencias a ficheros de vidrio (para

cálculo de acristalamientos con Window).


View:

Toolbar muestra/oculta la barra de botones.

Status bar muestra/oculta la barra de estado (debajo de la ventana de dibujo).

Zoom… permite seleccionar un nivel de zoom específico para visualizar el modelo.

Zoom to fit (F7/Shift+BtnDrcho) ajusta el zoom a la extensión del modelo.

Underlay muestra/oculta la plantilla de fondo importada.

Grid muestra una rejilla a la que se puede hacer snap. La configuración de dicha rejilla

se realiza desde Options-Preferences…: Snap Settings.

Crosshair muestra/oculta el punto de mira, que permite guiarse mejor al ajustar vértices

a elementos horizontales o verticales.

Gravity Arrow permite establecer la dirección de la gravedad respecto a nuestra sección

(sólo para cálculo detallado de cámaras de aire, generalmente en carpinterías y para el CR, resistencia a la condensación en el vidrio).

Show Voids/Overlaps permite identificar Voids (huecos) y Overlaps (superposiciones) de cierto

tamaño en los polígonos. Muestra en blanco el modelo y todas las superposiciones y huecos en azul (también el área exterior al modelo), permitiendo encontrar problemas antes de definir las condiciones de contorno (posteriormente, al definir las condiciones de contorno, el programa detectará posibles errores de menor tamaño).


Material Colors permite visualizar los polígonos dibujados sin su color de relleno.

Set Draw Color permite cambiar el color de las líneas cuando se está dibujando. En

cuanto se cierra el polígono, el color cambia al valor establecido con la siguiente opción:

Set Polygon Border Color permite cambiar el color de las líneas que forman el contorno de

los polígonos dibujados.

Polygon Vertices muestra/oculta los vértices de los polígonos.

Boundary Conditions muestra/oculta las condiciones de contorno (re representan como

contornos engrosados de los polígonos).

Temperature at Cursor permite mostrar la temperatura del punto donde se encuentra el

cursor una vez el modelo se ha calculado.

Bad Points muestra/oculta los errores (vértices erróneos, voids, overlaps) detectados

por Therm cuando se ejecuta la generación de condiciones de contorno.

Color Legend muestra la leyenda cuando se solicitan resultados de contornos de color

(temperatura o flujo) una vez calculado.


Draw

Polygon (F2) dibujar polígonos insertando sus vértices uno por uno.

Rectangle (F3) dibujar un rectángulo marcando dos vértices.

Boundary Conditions (F10) genera las condiciones de contorno que rodean el modelo

para que podamos editarlas y asignarles las propiedades deseadas (temperatura, coeficiente convectivo).

Fill Void rellena un contorno cerrado (polígono o hueco entre polígonos) con un

material determinado (el seleccionado en el cuadro ).

Insert Point inserta un vértice adicional en una arista de un polígono.

Delete Point (Supr) borra el vértice que estemos editando (desplazando con la opción Edit

Points).

Edit Points permite desplazar un vértice o una arista de un polígono.

Move Polygon (F11) permite desplazar un polígono.

Tape Measure (F8) permite medir la distancia entre dos puntos así como el promedio

de temperatura en la línea que los une (si hemos marcado en Options-Preferences…: Drawing Options – Tape Measure Average Temperature).

Set Drawing Scale (Shift+F8) permite reescalar el modelo. Nos solicita marcar una distancia

en el modelo e indicar la dimensión real para realizar el reescalado de todo el modelo.

Set Origin (Shift+F7) posiciona el origen del dibujo (0,0) en el punto que deseemos.

Repeat mode mantiene activado el botón Rectangle o Polygon para que dibujemos varios

polígonos seguidos sin tener que que hacer click en dichos botones cada vez.

Locator (Shift+F2) posiciona el Locator en el punto que deseemos (para copiar y pegar

con origen o posicionar vidrios trabajando en el cálculo de acristalamiento).


Flip voltea horizontal o verticalmente todo el modelo. Si sólo queremos voltear una

parte, debemos trabajar llevando dichos elementos a un nuevo modelo, volteándolos allí y trayéndolos de nuevo.

Rotate gira el modelo completo 90º, 180º o el ángulo que deseemos. Si sólo queremos

girar una parte, debemos trabajar llevando dichos elementos a un nuevo modelo, girándolos allí y trayéndolos de nuevo.

Clear Bad Points elimina las marcas de puntos erróneos que se hayan originado al

generar las condiciones de contorno y que pueden permanecer dibujadas a pesar de que hayamos corregido los errores.


Libraries

Set Material (Seleccionar el polígono y F4 ó Enter/DobleClick sobre polígono) muestra la ventana

de propiedades del material asignado al polígono:

Podemos ver la conductividad y emisividad del material, cambiar el material asignado desde el cuadro

desplegable o acceder a la librería de materiales Library

para crear/modificar un material (se verá más adelante).

Asignar un atributo en Attributes sólo se aplica para la

certificación americana de ventanas con CMAST)

La forma más rápida de cambiar el material asignado a un polígono es seleccionarlo haciendo click en él y usando el desplegable de la barra de herramientas

.

Set Boundary Condition (Seleccionar la condición de contorno y F5 ó Enter/DobleClick sobre la

condición de contorno) muestra la

ventana de propiedades de la condición de contorno asignada a un borde exterior del polígono. Previamente deben haberse generado las condiciones de contorno mediante Draw-Boundary Conditions (F10).

Podemos cambiar la condición de contorno y el identificador U-Factor en los

desplegables o acceder a la Librería de Condiciones de Contorno Boundary Condition

Library y de identificadores U-Factor U-Factor Surface Library (que se verán a continuación).

El Shading system modifier sólo se aplica con la utilización conjunta con Window para el

cálculo de ventanas.

La forma más rápida de cambiar el material asignado a un polígono es seleccionarlo haciendo click en él y usando el desplegable de la barra de herramientas

.


Material Library (Shift+F4) despliega la ventana de definición de materiales:

En la ventana de definición de materiales es posible

crear un nuevo material New , eliminar un material

Delete , cambiar el nombre de un material Rename ,

cambiar el color de un material Color y guardar o

cargar una librería de materiales (un fichero externo

donde se guardan definiciones de materiales) Save Lib

As/Load Lib .

Al crear un nuevo material, éste puede ser de tipo:

Solid materiales sólidos.

Frame Cavity cavidad en carpinterías.

External Radiation Enclosure entorno radiante externo.

Los materiales sólidos se definen por una conductividad y una emisividad. Generalmente la emisividad se deja en 0,9 (típica de materiales constructivos) salvo que el material tenga otro valor (superficies metálicas o tratadas) y vaya a estar en contacto con una cámara de aire (y la configuremos como una Frame Cavity con un modelo detallado).

Para las cavidades (Frame Cavity) en carpintería Therm incluye distintos modelos de cálculo de la conducción en cavidades en carpinterías. Los más detallados son los de la norma ISO 15099. Podemos aplicar estos modelos en el cálculo de puentes

térmicos, quedándonos con el modelo CEN y el

CEN (slightly ventilated) para cámaras ligeramente

ventiladas.

El material tipo External Radiation Enclosure se utiliza para modelizar el intercambio radiante con un entorno con determinada emisividad y temperatura y además considerando la radiación que las superficies del modelo irradian entre sí. Se utiliza generalmente para el caso de carpinterías en invernaderos, lucernarios, carriles de correderas, etc., donde la condición de contorno Simplified (véase a continuación) resulta demasiado simplificada.

Boundary Condition Library (Shift+F5) despliega la ventana de definición de condiciones de

contorno:

En la ventana de definición de condiciones de contorno es posible crear una nueva

condición New , eliminarla Delete , cambiar su nombre Rename , cambiar su color Color y

guardar o cargar una librería de condiciones Save Lib As/Load Lib .


Es posible crear 3 tipos de condiciones de contorno:

Simplified la más habitual, se especifica la temperatura y el coeficiente de película

(coeficiente combinado convectivo+radiante).

Comprehensive proporciona más posibilidades en la definición de las fracciones

convectivas y radiantes por separado además de poder incluir un determinado flujo de calor en el contorno.

Radiation Enclosure Surface se utiliza conjuntamente con el material External Radiation

Enclosure.

El valor de Relative Humidity se utiliza si en Results Display Options (más adelante) deseamos

visualizar el Surface Condensation Potential.

Gas Library (Shift+F6) sólo para cálculo de acristalamiento.

Select Material/Boundary Condition permite cargar un material seleccionándolo de un

polígono que lo tenga asignado (haciendo click en el interior del polígono).

Glazing Systems (F6) permite insertar un acristalamiento de la base de datos del

programa Window en la posición del Locator, para el cálculo de acristalamientos.

UFactor Names permite renombrar, crear o eliminar un identificador U-Factor. El

identificador U-factor no es más que un nombre que vamos a poder asignar a una o varias aristas de contorno (condiciones de contorno) de forma que al Calcular podamos ver los resultados de flujo para cada U-factor que hayamos ido asignando.

Create Link permite vincular un material de un polígono al material de otro polígono de

forma que cuando cambie el original cambiaran los que estén vinculados.

Remove Link elimina un vínculo de material entre polígonos.


Options

Preferences… abre la ventana de preferencias. La ventana de Preferencias se subdivide

en diferentes pestañas:

Preferences

1. Guarda los cambios de configuración forma permanente al salir del programa.

2. Pregunta si guarda las librerías al salir. 3. Exporta a Window 4 automáticamente al

salir. 4. Exporta automáticamente en formato XML al

guardar el modelo. 5. Guarda una copia de seguridad cada X

minutos. 6. Muestra automáticamente los resultados

tras simular. 7. Pregunta antes de ajustar los vértices

automáticamente. 8. Cambiar el sistema de unidades entre el

Sistema Internacional y el Imperial. 9. Cambiar las unidades de conductividad para

el Sistema Imperial. 10. Cambiar la altura de la jamba para el cálculo

de acristalamiento y conducción en cámaras. 11. Marcar para versiones posteriores a

Windows 95 12. Mostrar R-Values en vez de U-Values o añadir a los resultados el Flujo de calor en W (Heat

Flow) o en W/m2 (Heat Flux) 13. Cambiar el directorio por defecto para los ficheros temporales de simulación. 14. Usar el formato de fichero de la versión 6 de Therm.

1 2 3 4 5 6 7

9

8

10 11

12

13

14


2 3 4 5 6 7

8

1

Drawing Options

1. Ángulo de transición para los arcos cuando los importa de dxf y convierte en polígonos.

2. Permanece en modo de dibujo tras dibujar. 3. Comprobar siempre el solapamiento de

polígonos. 4. Previsualizar el snap (pulsando la barra

espaciadora). 5. La cinta métrica proporciona además

temperaturas medias. 6. Permitir la edición de los polígonos de

unidades de vidrio importadas desde Window.

7. Preguntar antes de eliminar polígonos. 8. Dimensiones del tamaño de dibujo (no es

necesario modificarlas, dado que se ajustan automáticamente).

Simulation

1. Diferencia máxima de temperatura entre dos iteraciones sucesivas. Sólo con el modelo de radiación detallada.

2. Sólo radiación detallada. Disminuir de 1 puede ayudar a la convergencia.

3. Ajuste automático del Relaxation Parameter .

4. Dejar activado, generalmente proporciona mejores resultados.

5. Calcular la radiación en la cavidad de la jamba conforme a la ISO15099.

6. Guardar los resultados en el fichero THM. 7. Guardar un fichero de resultados del

motor de cálculo de Therm Conrad, con información del modelo.

8. Guardar ficheros temporales de simulación (para verificar posibles errores).

9. Incrementar automáticamente el mesh parameter (finura del mallado) hasta que el cálculo converge.

10. Número máximo de líneas en el fichero log de simulación.

11. Número de procesos (ejecuciones simultáneas) en el gestor de cálculo Calc Manager. 12. Mínimo hueco en la malla permitido

1 2

3

4 5

6 7 8 9 10

11 12


1 2 3 4 5

6 7

8 9

1 2 3 4

5 6

Therm File Options

1. Determina el tamaño del elemento mayor del mallado. Cuanto mayor es el parámetro, más fino es el mallado.

2. Activar el estimador de error, que refina la mallada si se supera el error máximo.

3. Error máximo de energía, si se supera, refinará la malla en zonas problemáticas.

4. Iteraciones máximas de refinado (si se superan, se mostrará una ventana de error).

5. Uso del modelo Condensation Resistance en acristalamiento (sólo para usar conjuntamente con el programa Window).

6. El programa verifica que el nombre de la condición de contorno del vidrio coincide con el nombre del sistema de acrista-lamiento (para solucionar un problema en algunos ficheros con la opción de Multiple Glazing).

Snap Settings

1. Si el cursor está dentro de la sticky distance de una línea vertical, Therm ajustará el cursor a la posición vertical exacta.

2. Ídem pero a una línea horizontal. 3. Ídem pero a puntos DXF. 4. Se ajusta a un determinado ángulo. 5. Ajuste inteligente. Extiende los bordes de

los polígonos y ajusta el cursor si está cerca.

6. Muestra/Oculta la rejilla de dibujo. 7. Ajuste a la rejilla. 8. Espaciado de la rejilla. 9. Origen de la rejilla respecto al origen de

dibujo.

Updates

Permite configurar la comprobación de actualizaciones del programa.

Switch Units alterna entre unidades del Sistema Internacional y el Imperial.


Calculation

Calculation (F9) realiza la simulación del modelo.

Show Results muestra/oculta los resultados de la simulación.

Display Options (Shift+F9) abre la ventana de configuración de la visualización de los

resultados:

Draw Results muestra los resultados, igual que la

opción del menú Show Results.

Finite Element Mesh muestra la malla generada por

Therm (donde se calculan los valores).

Isotherms muestra las líneas isotermas, que unen

aquellos puntos a la misma temperatura.

Flux Vectors dibuja los vectores de flujo que indican el

sentido y magnitud del flujo de calor (W/m2). Dibuja un vector en el centro de cada celda de la malla por lo que una mayor concentración de vectores no indica mayor flujo (tan sólo un mallado más fino).

Constant flux lines líneas: muestra las líneas que unen aquellos puntos con la misma

magnitud de flujo de calor.

Color Infrared muestra un mapa de color de la temperatura en cada punto (a la

resolución en píxeles que le especiquemos)

Color flux magnitude muestra un mapa de color con la magnitud del flujo de calor en

cada punto.

Show color legend muestra/oculta la leyenda de color para el Color Infrared o Color flux

magnitude.

Show Surface Condensation Potential muestra en amarillo y línea gruesa aquellas zonas

de las condiciones de contorno que alcanzan la temperatura de rocío para la humedad relativa especificada en la condición de contorno. Las condiciones de contorno deben estar identificadas con un U-factor name y actualmente (versión 7.1.18.0) no funciona correctamente.


Show polygon outlines over color infrared and flux images muestra los contornos de los

polígonos superpuestos a los mapas de color de los resultados de Color Infrared o Color flux magnitude.

Show Min/Max temperatures muestra las temperaturas máxima y mínima alcanzadas.

Show Element IDS muestra un número identificador para cada celda de la malla (sin

uso).

Show Node IDS muestra un número identificador para cada nodo de la malla (sin uso).


Window

Permite ordenar las ventanas con los diferentes modelos abiertos en Therm o visualizar uno en concreto.

Help

Muestra información sobre la versión de Therm, acceso a los tutoriales y a comprobar la actualización del programa.

La barra de información

La barra de información, en la parte inferior de la ventana de Therm muestra la siguientes información:

x,y coordenadas absolutas del cursor respecto al origen.

dx, dy coordenadas del cursor relativas al último punto donde has empezado a dibujar.

len distancia desplazada desde el último click izquierdo del ratón.

Step paso actual de desplazamiento cuando pulsamos las flechas de dirección.


2 THERM Y EL MODELADO DE PUENTES CONFORME A LA ISO 10211:2007

2.1 Modelado geométrico

El modelo geométrico consta del elemento central bidimensional, los elementos de flanco bidimensionales y, en su caso, el terreno. El modelo geométrico está delimitado por los planos de corte.

Los planos de corte deben posicionarse como sigue:

• A 1 metro al menos del elemento central si no hay un plano de simetría más cercano.

• A un plano de simetría si hay menos de 1 metro del elemento central.

F1 F3

F2

F4

C

≥1m

≥1m ≥1m

W W <1m <1m


• En el terreno de acuerdo con la tabla

Dirección Distancia al elemento central

Cálculos de temperatura superficial

Cálculos de flujo térmico y temperatura superficial

Distancia horizontal al plano vertical, dentro del edificio Al menos tres veces el

espesor del muro 0,5·b

Distancia horizontal al plano vertical, fuera del edificio Al menos tres veces el

espesor del muro 2,5·b

Distancia vertical al plano horizontal bajo el nivel del terreno

Al menos 3 metros 2,5·b

Distancia vertical al plano horizontal bajo el nivel del terreno (se aplica sólo si el nivel del suelo considerado está a más de 2m bajo el nivel del terreno)

Al menos 1 metro 2,5·b

2.2 Condiciones de contorno

2.2.1 TEMPERATURAS

Como temperaturas de contorno se establecerán las interiores y exteriores objeto de estudio. Si no tenemos unas condiciones concretas (cálculo de transmitancia térmica lineal, detección de zonas conflictivas…), podemos usar valores típicos de 20ºC en el interior y 0ºC en el exterior.

2,5b

2,5b

0,5b

b


2.2.2 RESISTENCIA SUPERFICIAL INTERIOR

Las resistencias superficiales de las superficies interiores Rsi serán:

• Flujo horizontal o no se tiene seguridad de la dirección del flujo o Rsi = 0,13 m2·K/W (En Therm, Film Coefficient=7.692 W/m2·K)

• Flujo vertical ascendente o Rsi = 0,10 m2·K/W (En Therm, Film Coefficient=10 W/m2·K)

• Flujo vertical descendente: o Rsi = 0,17 m2·K/W (En Therm, Film Coefficient=5.882 W/m2·K)

2.2.3 RESISTENCIA SUPERFICIAL EXTERIOR

La resistencia superficial exterior será:

o Rse = 0,04 m2·K/W (En Therm, Film Coefficient=25 W/m2·K)

2.2.4 PLANOS DE CORTE

La condición de contorno en los planos de corte será adiabática (flujo de calor nulo).

2.3 Propiedades de los materiales

La conductividad de los materiales se calculará conforme a la ISO 10456, o se tomará de valores tabulados como la ISO 10456 ó el Catálogo de Elementos Constructivos del Código Técnico de la Edificación.

La conductividad del terreno se tomará como 2,0 W/m·K, pudiéndose tomar otros valores en función de las condiciones del terreno (véase ISO 13370).

Para las cámaras de aire se recomienda en Therm utilizar el tipo de material Frame Cavity con Cavity Model CEN o si está ligeramente ventilada Cavity Model CEN (Slightly Ventilated). Para mayor rapidez, Therm incorpora un material ya configurado denominado Frame cavity-CEN Simplified.


2.4 Cálculo de la transmitancia térmica lineal del puente Ψ

Cuando calculamos el flujo de calor sin considerar puentes térmicos, los datos que utilizamos son las transmitancias térmicas de los cerramientos y sus áreas de forma que:

Φ(𝑊) = �𝑈𝑖𝐴𝑖 · Δ𝑇𝑛

𝑖=0

Si trabajamos con secciones 2D, en vez de áreas trabajaremos con longitudes:

Φ(𝑊/𝑚) = �𝑈𝑖𝑙𝑖 · Δ𝑇𝑛

𝑖=0

En la siguiente situación:

De entrada (sin considerar el puente térmico) podríamos calcular el flujo de calor total en este elemento como:

Ф = (U1l1+U2l2) · ΔT

Si bien podríamos estar inclinados a calcular el flujo como:

Ф = (U1l3+U2l4) · ΔT

El que existan dos posibilidades, cada cual con un resultado diferente ya es indicador de que nos encontramos ante un puente térmico (incluso aunque no hubiera pilar).

En realidad, la transmitancia térmica lineal del puente térmico es lo que nos sirve para corregir el flujo calculado idealmente y obtener el flujo real:

Φ = ��𝑈𝑖𝑙𝑖 + Ψ𝑛

𝑖=0

� · Δ𝑇

Longitud exterior de la fachada l1

Fachada tipo 1, con transmitancia U1

Longitud exterior de la fachada l2

Fachada tipo 2, con transmitancia U2 Longitud interior de la fachada l3

Longitud interior de la fachada l4


Por lo tanto, en nuestro caso, el flujo sería:

Ф = (U1l1+U2l2+Ψ1) · ΔT O bien:

Ф = (U1l3+U2l4+Ψ2) · ΔT

Evidentemente el flujo tiene que ser el mismo independientemente de cómo hagamos el cálculo por lo que:

Ψ1≠Ψ2

Es decir, la transmitancia térmica lineal del puente térmico que nosotros calculamos depende de las longitudes que vayamos a utilizar para calcular el flujo total por lo que:

• Si vamos a trabajar con longitudes exteriores al aplicar la fórmula Φ = (∑ 𝑈𝑖𝑙𝑖 + Ψ𝑛𝑖=0 ) · Δ𝑇,

calcularemos previamente el puente Ψ para longitudes exteriores. • Si vamos a trabajar con longitudes interiores al aplicar la fórmula Φ = (∑ 𝑈𝑖𝑙𝑖 + Ψ𝑛

𝑖=0 ) · Δ𝑇, calcularemos previamente el puente Ψ para longitudes interiores.

• Incluso podremos trabajar con longitudes arbitrarias siempre que calculemos el puente para dichas longitudes.

Dicho esto, el procedimiento de cálculo de la transmitancia térmica lineal en Therm consiste en:

1. Marcar en Options-Preferences-Results Display: Heat Flow. 2. Calcular a mano o mediante Therm las transmitancias de los elementos de flanco

anexos a un plano de corte (flujo unidimensional) U1, U2, …, Un 3. Medir la longitud de dichos elementos de flanco (l1, l2, …, ln) con el criterio que

posteriormente se utilizará (medida interior o exterior, proyección en un eje o longitud total, etc) para calcular el flujo de calor de manera estándar como Φ = (∑ 𝑈𝑖𝑙𝑖 + Ψ𝑛

𝑖=0 ) · Δ𝑇. 4. Simular en Therm y abrir la ventana de resultados de U-factors. 5. Tomar el valor del Heat Flow de un U-factor (para una condición de contorno por

donde pase todo el flujo de calor) Ф

6. Aplicar la siguiente fórmula para calcular la transmitancia térmica lineal del puente térmico:

Ψ =ΦΔ𝑇

−�𝑈𝑖𝑙𝑖

𝑛

𝑖=0


3 THERM Y EL CÁLCULO DEL RIESGO DE CONDENSACIONES SUPERFICIALES EN PUENTES TÉRMICOS

Para el cálculo del riesgo de condensaciones deben realizarse las siguientes consideraciones:

• Se utilizará como resistencia superficial interior Rsi = 0,25 m2·K/W (En Therm, Film Coefficient=4 W/m2·K)

• Se utilizará como temperatura interior 20ºC y como exterior la de la localidad en el mes de enero.

• Se simulará en Therm y se buscará con el cursor la temperatura superficial interior mínima mediante la opción View-Temperature at cursor.

• A continuación podemos seguir dos procedimientos para calcular el riesgo de condensaciones superficiales:

1. Procedimiento HE1 – Tabla 3.2 Factor de temperatura de la superficie interior mínimo fRsi,min A partir de la temperatura superficial mínima obtenida en Therm

(Tsi) y la temperatura exterior (Te), obtenemos el factor de

temperatura de la superficie interior como: 𝑓𝑅𝑠𝑖 = 𝑇𝑠𝑖−𝑇𝑒20−𝑇𝑒

Si fRsi<fRsi,min (tabla 3.2) hay riesgo de condensaciones.


2. Procedimiento HE1 – Apéndice G.2.1.2 Se sigue el siguiente procedimiento para calcular el fRsi,min o bien

sólo la θsi,min

Se compara la fRsi calculada a partir de la temperatura obtenida en Therm con la fRsi,min ó más sencillo, se compara la temperatura obtenida en Therm con la θsi,min (si son inferiores, hay riesgo de condensación).

Si calculamos Psat como 𝑃𝑠𝑎𝑡 = 𝑃𝑖1

, podemos obtener las

condiciones de riesgo de condensación con producción de gota (humedad relativa del 100% en vez de 80%).

Este procedimiento puede usarse, según el HE1, si se tiene información suficiente sobre las condiciones interiores y exteriores. No obstante, se considera interesante utilizarlo aun cuando la humedad interior no sea perfectamente conocida y utilicemos las clases de higrometría:

o Higrometría 5: 70%. o Higrometría 4: 62%. o Higrometría 3 o inferior: 55%.

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