Universidad Politécnica de Cataluña. Escuela Técnica ...

2010

Alumno: Dubravka Matic

Tutores: prof. dr. Jaume Roset ;

prof.dr. Helena Coch - Roura

Estrategias de diseño solar pasivo para ahorro

energético en edificación

Universidad Politécnica de Cataluña.

Escuela Técnica Superior de

Arquitectura de Barcelona.

Dpto. Construcciones Arquitectónicas I.

Máster Arquitectura Energía y Medio

Ambiente

Septiembre 2010

Propuestas para disminución de

demanda calorífica y frigorífica en

clima continental templado

templado

Tesina

Estrategias de diseño solar pasivo para ahorro energético en edificación

1

Universidad Politécnica de Cataluña.

Escuela Técnica Superior de Arquitectura de Barcelona.

Dpto. Construcciones Arquitectónicas I.

Máster Arquitectura Energía y Medio Ambiente

Septiembre 2010

Estrategias de diseño solar pasivo

para ahorro energético en edificación

Propuestas para disminución de demanda calorífica y frigorífica en clima

continental templado

Dubravka Matic

Tesina presentada al Master Oficial Arquitectura, Energía

y Medio Ambiente de la Universidad Politècnica de Catalunya, Barcelona, España.

Tutores: prof. dr. Jaume Roset ; prof.dr. Helena Coch - Roura


2

Resumen

El factor principal y determinante en tomar decisiones sobre el diseño de vivienda siempre es el clima, en búsqueda constante para equilibrar la relación entre ella y condiciones optimas de confort térmico. Hoy en día, arquitectura no se puede desvincular de la eficiencia energética, que es un factor inevitable desde los principios de diseño. Los puntos críticos en consumo energético en edificación residencial en Serbia sigue siendo calefacción y es imprescindible determinar las maneras para afectar positivamente el consumo total. Este trabajo estudia los elementos y estrategias climáticas de diseño, los efectos térmicos en el espacio interior de edificio como consecuencia de estrategias determinadas, es decir, las demandas energéticas. Buscando la efectividad de sistemas pasivos de calefacción, se encontró la necesidad real para aplicación de los sistemas activos, en el mismo tiempo valorando sus exigencias para energía primaria.

palabras clave: clima continental templado, arquitectura bioclimática, confort térmico, eficiencia energética, estrategias de diseño sostenible, demanda calorífica y frigorífica.


3

Índice

Resumen .................................................................................................................... 2

Lista de figuras ........................................................................................................... 6

Lista de tablas ............................................................................................................ 8

Introducción .............................................................................................................. 9

Repercusión a consumo energético en Serbia ................................................................... 9

Los sistemas de calefacción .............................................................................................10

Regulativas actuales /Justificación ....................................................................................11

Capítulo 1: Planteamiento de trabajo.................................................................... 12

1.1 Definición del tema de estudio ........................................................................... 12

1.2 Objetivos de trabajo .......................................................................................... 13

1.2.1 Objetivos generales ...............................................................................................13

1.2.2 Objetivos específicos .............................................................................................13

1.3 Metodologia para desarrollo de trabajo ............................................................. 13

Capítulo 2: Clima de Serbia y Belgrado ................................................................ 15

2.1 Clima general de Serbia .................................................................................... 15

2.1.2 Clima de Belgrado..................................................................................................16

2.2 Actuaciones generales en clima continental templado ...................................... 19

2.3 Diagrama Psicométrico de Givoni y estrategias de calefacción y refrigeración . 20

Capítulo 3: Estándar para minimización de necesidades energéticas en EU .......... 22

3.1 PASSIVHAUS Estándar en UE ....................................................................... 22

3.2 Funcionamiento de estándar .....................................................................................23

3.3 Los requisitos de estándar ........................................................................................24

3.4 Ventilación mecánica ................................................................................................26

3.5 Los principios que se pueden aplicar en caso de Serbia ............................................28

Capítulo 4: Estrategias de diseño para disminuir las demandas de calefacción

y refrigeración ......................................................................................................... 29

4.1 ESTRATEGÍAS INVIERNO ............................................................................. 31

4.2 ESTRATEGIA: minimización de las pérdidas de calor por transmisión .....................32

Coeficiente de transmisión "U" ...................................................................................33

El estándar de serbia sobre el coeficiente de transmisión (u) de los cerramientos ........33

4.2.1 Tratamiento de los partes opacos de cerramientos exteriores ..........................34

4.2.2 Tratamiento de los partes transparentes de cerramientos exteriores ...............36


4

4.2.3 Proporción entre partes opacas y huecos ....................................................37

4.3 ESTRATEGIA: Maximización de ganancias solares.................................................39

4.3.1 Los sistemas básicos de calefacción solar pasivo .............................................39

4.4 Resumen: Aspectos básicos de la calefacción solar pasiva ..................................43

4.5 ESTRATEGÍAS VERANO .............................................................................. 48

4.5.1 ESTRATEGIA: control de las ganancias de radiación solar ..................................49

4.5.1.1 Orientación y tamaño de los huecos acristalados ...........................................49

4.5.1.2 Color de los acabados ....................................................................................50

4.5.1.3 Protección solar ...............................................................................................50

4.5.2 ESTRATEGIA : refrigeración pasiva.....................................................................55

4.5.2.1 Sistemas de ventilación natural .......................................................................55

4.5.2.2 Alta masa térmica ............................................................................................58

4.5.2.3 Masa térmica con ventilación nocturna ...........................................................59

Capítulo 5: Comprobación de diseño ................................................................... 62

5.1 Descripción de proyecto .................................................................................... 62

5.1.1 Estrategias y elementos aplicados ..........................................................................63

5.2 Cálculos y manejo de resultados ....................................................................... 68

5.2.1 Invierno ...................................................................................................................68

5.2.1.1 Resultados Heliodon........................................................................................68

5.2.1.2 Balance y Variabilidad de Ti con energía adicional "D'a" ...................................71

5.2.1.3 Demanda calorífica de 4 módulos de un bloque ...............................................72

5.2.1.4. Resultados Archisun ........................................................................................77

5.2.1.5 Propuesta de 3 sistemas activos de calefacción con su energía primaria .........78

5.2.2 Verano ....................................................................................................................81

5.2.2.1. Resultados Heliodon .......................................................................................81

5.2.2.2. Balance de Ti con energía adicional "Da" .......................................................83

5.2.2.3. Resultados Archisun ........................................................................................84

5.2.2.4 Demanda frigorífica de módulos de un bloque ...............................................84

5.2.2.5 Propuesta de 3 sistemas activos de refrigeración con su energía primaria .....86

Consideraciones finales ...................................................................................... 88

Bibliografía ................................................................................................................ 90

Internet bibliografía ................................................................................................... 91

Anexos...................................................................................................................... 92

1. Características físicas del recinto, Datos para Archisun: Forma y piel de edificio, U y

Peso de superficies, Peso interior, Resultados Archisun ..................................................93


5

3. Presentación grafica de proyecto ..................................................................................99

5. Balance y Variabilidad de Invierno .............................................................................. 100

6. Cálculo de demanda calorífica de modulo 3 ................................................................ 101

7. Balance de Verano ..................................................................................................... 102

8. Cálculo de demanda frigorífica de modulo 3 ............................................................... 103


6

Lista de figuras Figura 1. Esquema de desarrollo de trabajo .........................................................................14

Figura 2. Posición de Serbia en Europa ...............................................................................15

Figura 3. Mapa de Serbia y posición de Belgrado ................................................................15

Figura 4. Temperaturas en Belgrado durante el año ............................................................16

Figura 5. Precipitaciones ......................................................................................................18

Figura 6. Temperaturas máximas y mínimas media .............................................................18

Figura 7. Altura solar en el equinoccio de verano y invierno .................................................18

Figura 8. Radiación solar en el plano horizontal, en el plano con ángulo optimo y plano

vertical ..................................................................................................................................18

Figura 9. El diagrama Psicrométrico de Givoni para Belgrado .............................................20

Figura 10. Carta estereográfica de Belgrado ........................................................................21

Figura 11. Rosa de los vientos de Belgrado .........................................................................21

Figura 12. La comparación entre consumo energético especifico de las viviendas ..............23

Figura 13. Potencia máxima de calefacción de edificio convencional, CTE y PassivHaus ....24

Figura 14. Esquema de ventilación mecánica ......................................................................26

Figura 15. El funcionamiento del sistema de intercambio del aire ........................................26

Figura 16. La base técnica del requisito del demanda máxima de calefacción permitida de

15kWh/m2/año ......................................................................................................................27

Figura 17. Ganancias y pérdidas típicas en invierno y en verano .........................................30

Figura 18. Ganancias y pérdidas de temperatura .................................................................31

Figura 19. Periodos durante el año que divide la temperatura de balance............................31

Figura 20. Esquema de estrategias para invierno desde ecuación de balance .....................32

Figura 21. Reducción de pérdidas de calor ..........................................................................32

Figura 22. Envolvente de edificio con aislamiento térmico no interrumpido ..........................34

Figura 23. Carga térmica de edificio bien y mal aislado ........................................................34

Figura 24. Regla de rotulador de capa continua de aislamiento ...........................................35

Figura 25. Las ventanas de alta calidad de triple vidrio ........................................................36

Figura 26. Principios de captación directa ............................................................................40

Figura 27. Funcionamiento de Muro Trombe(a) y Muro acumulador(b) térmico....................41

Figura 28. Comportamiento térmico de invernadero adosado en invierno, periodo neutral y

verano. .................................................................................................................................42

Figura 29. Responder a orientación ......................................................................................43

Figura 30. Trayectoria solar ..................................................................................................43

Figura 31. Los arboles de hoja perenne y hoja caduca.........................................................44

Figura 33. Temperatura de interior en un día caluroso en edificios de alta y baja inercia

térmica, puede ser útil como en climas cálidos tanto en climas fríos ....................................45

Figura 32. Distribución interior de los espacios.....................................................................45

Figura 34. Diferentes tipos de dispositivos de sombreado ....................................................46

Figura 35. Esquema de estrategias para verano desde ecuación de balance ......................48

Figura 36. Reducción de temperatura de balance de refrigeración .......................................49

Figura 37. Protección solar con diseño de protectores fijos ..................................................50

Figura 38. Pérgola ................................................................................................................51

Figura 39. Alero y su proyección ..........................................................................................51

Figura 40. Dispositivos ajustables exteriores ......................................................................52

Figura 41. Persianas verticales y contraventanas .................................................................52

Figura 42. Plantación o sucesión de los arboles en el entorno. ...........................................53


7

Figura 43. Arboles de hoja caduca y perenne ......................................................................53

Figura 44. La situación y distribución de aberturas determina el modelo de flujo de aire ......56

Figura 45.Movimiento de aire en la edificación.(a) y (b) el tamaño de abertura de entrada

influye en la velocidad de aire en el interior. (c) y (d) el movimiento del aire es siempre por el

camino que sea más fácil, donde existe una diferencia de presión. ......................................56

Figura 46. Efecto chimenea ..................................................................................................57

Figura 47. Aspiradores estáticos ..........................................................................................57

Figura 48. Torres de viento...................................................................................................58

Figura 49. Retardo térmico ...................................................................................................58

Figura 50. Funcionamiento de masa térmica en el día ........................................................59

Figura 51. Funcionamiento de masa térmica en la noche .....................................................59

Figura 52. Esquema de objetivos de estrategias de diseño de invierno y verano .................61

Figura 53. Posición de módulos en un bloque ......................................................................62

Figura 54. Las cuatro opciones de diseño de fachada sur, buscando la solución optima. ....64

Figura 55. Situación de bloque lineal, planta tipo y comportamiento bioclimático de un

modulo en planta ..................................................................................................................66

Figura 56. Comportamiento bioclimático de invierno en sección .........................................67

Figura 57. Comportamiento bioclimático de verano en sección ..........................................67

Figura 58. Energía recibida por la cubierta y sistemas indirectos por periodo de calefacción

.............................................................................................................................................69

Figura 59. Las horas de sol incidente a cubierta y sistemas indirectos por periodo de

calefacción ...........................................................................................................................69

Figura 60. Energía recibida por cubierta y sistemas indirectos en el mes Enero ..................70

Figura 61. Las horas de sol incidente a cubierta y sistemas indirectos en el mes Enero ......70

Figura 62. Tabla de temperatura de balance en invierno en día tipo de Enero .....................71

Figura 63. Posición de modulo menos favorable ..................................................................73

Figura 64.El gráfico de temperatura para invierno ................................................................77

Figura 65. Energía solar recibida a los planos de fachada sur y cubierta ...........................82

Figura 66. Horas de sol incidente a la fachada sur y cubierta ..............................................82

Figura 67. El movimiento de temperaturas en verano según Archisun .................................84


8

Lista de tablas Tabla 1. Características climáticas de Serbia y Belgrado .....................................................17

Tabla 2. Parámetros generales y de radiación solar de Belgrado .........................................18

Tabla 3. Los elementos climáticos de zona continental templada .........................................19

Tabla 4. Temperaturas promedias máximas , mínimas y humedad relativa de Belgrado ....20

Tabla 5. Resumen de las estrategias según diagrama Givoni ..............................................21

Tabla 6. Estrategias invierno ................................................................................................38

Tabla 7. Resumen de estrategia de Maximización de ganancias solares .............................47

Tabla 8. Coeficiente de absorción de varios colores (%) ......................................................50

Tabla 9. Resumen de estrategia de control de ganancias ....................................................54

Tabla 10. Resumen de estrategia de Refrigeración pasiva ...................................................60

Tabla 11. Valores de coeficientes de transmisión de cerramientos de propuesta y edificio

referente ...............................................................................................................................63

Tabla 12. Cuatro opciones de aplicación de sistemas pasivas y sus valores de Svs-superficie

equivalente a ventana a sur..................................................................................................64

Tabla 13. Tabla resumen de las soluciones consideradas en diseño ...................................65

Tabla 14. Los valores de energía recibida y horas de sol de sistemas indirectos y cubierta

según simulación de Heliodon por periodo de calefacción ...................................................69

Tabla 15. Oscilación de temperatura interior en ciclo día-noche de día tipo de enero ..........72

Tabla 16. Calor necesaria (potencia) de módulos ( W ) ........................................................72

Tabla 17. Carga térmica ( W ) de módulos ...........................................................................73

Tabla 18. Balance energético de 4 módulos .........................................................................73

Tabla 19. Demanda calorífica real de los módulos ...............................................................74

Tabla 20. Demanda calorífica y balance energético de 4 módulos .......................................74

Tabla 21. Carga térmica reducida ........................................................................................75

Tabla 22.Carga térmica y balance energético ......................................................................75

Tabla 23. Balance energético de módulos( de edificio de referencia y de propuesta ) ..........76

Tabla 24. Propuesta de sistemas activos y su consumo energético anual............................79

Tabla 25- Demanda anual de sistemas activos con energía primaria incluida ......................79

Tabla 26. Demanda calorífica y sistemas activos de modulo referente y propuesta .............80

Tabla 27. Valores de energía recibida y horas de sol por sistema indirecto y cubierta en el

mes de Julio .........................................................................................................................81

Tabla 28. Tabla de temperatura de balance en verano en día tipo de Julio y energía

adicional para sistemas de acondicionamiento activo...........................................................83

Tabla 29. Potencia frigorífica necesaria (W) .........................................................................84

Tabla 30.Demanda frigorífica de los módulos .......................................................................85

Tabla 31.Comparación de demandas frigoríficas de los módulos ........................................85

Tabla 32. Propuesta de sistemas activos de refrigeración con su energía primaria ..............86

Tabla 33. Demanda frigorífica y sistemas activos de refrigeración .......................................87


9

Introducción

Repercusión a consumo energético en Serbia

Debido a su desarrollo industrial muy bajo, el consumo total de energía primaria de Serbia es en comparación con los países desarrollados y los miembros de la Unión Europea, y hasta 3 veces menos por habitante. Se puede constatar que Serbia gasta energía muy irracional y tiene una intensidad energética grande, ten/1000 EE.UU. 0,84 dólares1, que es hasta 6 veces superior de las países europeos UE-15, y considerablemente más que, por ejemplo, en Eslovenia. La intensidad energética es un indicador clave que determina el comportamiento de un país y, por tanto, su grado de eficiencia. Nuestra industria también utiliza tres veces más energía que la promedia mundial. Sin embargo, no debemos ignorar las fuertes pérdidas en la transformación de la energía y el transporte.2 Según la situación presente, Serbia tiene casi el menor nivel de eficiencia energética en toda la Europa, como antes mencionado. El ahorro energético es imprescindible, como el país esta en el nivel de consumo poco envidiable y casi 4 o 5 veces más en algunos sectores comparando con los países de Europa Oeste y Europa Central. No sorprende que nuestra sociedad para fabricar un producto necesita casi doble energía que para el mismo necesitan los países desarrollados. En particular, mientras los países con la visión clara y con el plan de desarrollo a lo largo plazo con cual deben de acceder a resolución de la tema de crisis energético del mundo, en nuestra país solo los expertos han tratado a destacar la situación grave en que nos encontramos a la sociedad pero sin éxito y respuesta, pero la situación pretende de cambiar. El estado paga más dinero para importación de energía eléctrica, gas y otros fuentes de energía mientras los ciudadanos pagan facturas más elevadas. Nos hemos convertido en los campeones de consumo, incluso para el alumbrado público, gastamos un 50 por ciento más que la Unión Europea. Los edificios en Serbia gastan 60% de la energía total consumida, mientras que el porcentaje en Europa está alrededor del 40 %, y 65 % de esa energía se relaciona con la calefacción. De acuerdo con los datos actuales, el consumo de energía para la calefacción anual en Europa occidental oscila, por ejemplo en Alemania, entre (40-70) kWh/m2 (a), mientras que en Serbia, el valor es doble - está en rango de 120 a 150kWh /m2 (a ).

1 La intensidad energética es la cantidad de energía usada por cada mil dólares producidos, es decir,

muestra la relación entre la energía consumida y la producción de bienes. Por lo tanto interesa que la intensidad energética sea la menor posible. 2 http://www.seea.gov.rs/Serbian/Fond/odgovor6.htm


10

Los sistemas de calefacción

La energía consumido por calefacción calculado por m2 de espacio habitable, es casi 3 veces mayor comparando con los países que tienen parecidas condiciones climáticas y se encuentran en climas continentales. El sistema centralizado de calefacción por agua caliente se aplica comúnmente en las ciudades y en todos edificios construidos en los últimos 50 años. Para los edificios que utilizan mas de (100-120) W/m2 se calcula el precio de consumo con el tarifa mayor, con intención que el consumidor considera la rehabilitación de su edificio, mejora el aislamiento térmico ,sustituye las ventanas y disminuye las pérdidas de calor por rendijas(fugas). La calefacción por electricidad es muy típica en los edificios que tienen más de 50 años y el consumo de dichos edificios es aún mayor y en algunos casos consigue casi 200 kWh/m2.Por razones de consumo abundante en hogares con ese tipo de calefacción, el precio mensual sube aproximadamente por 60% del precio(todavía sin IVA) que pagan los usuarios de calefacción centralizado. Precios de energía en pisos con calefacción por agua caliente Energía consumida 5,0 cE / kWh La potencia del sistema instalada 17,83 E / kWh / año. (E = EUR) Calculo para calefacción centralizado por agua caliente se divide en dos partes: - energía térmica instalada del sistema y que es el valor fijo en una base anual - la segunda parte es el gasto mensual. Ejemplo: Energía del sistema(potencia instalada) 50 kWh El gasto para el mes actual, si demanda de calefacción es 40kWh. (30 días x 16 horas x 40 kW = 19.200 kWh) Factura para este mes: (50 x 17,83 kWh E) / 12 + 19 200 kWh x 0,05 E 74.29 (E) + 960 (E) = 1.034,29 (E) Si queremos comparar el precio del mismo consumo, pero por calefacción eléctrica: Precio de la energía eléctrica de la red será un promedio de 6,0 cE / kWh. El central eléctrica tiene diferentes precios (tarifas) dependiente del hora del consumo, compartiendo en zonas Azul, Verde y Rojo. Por ejemplo, un hogar que consume la misma cantidad de energía de 19.200 kWh ,el cálculo será: (100 kWh x 1,05 cE/kWh) + (250 kWh x 4,2 cE/kWh) = 1,05 (E) + 10,5 (E) = 11,55 (E) (400 kWh x 1,58 cE/kWh) + (850 kWh x 6,3 cE/kWh) = 6,32 (E) + 53,55(E) = 59,87 (E) (5.800kWh x 2,8cE/kWh)+(11.800 kWhx11,24cE/kWh)=162,4(E)+1.326,3(E) = 1.488,7(E)

Al final, comparando los precios: El central de calefacción 1.034,29 EUR (1.034,29/19200= 0,0539 E = 5,4 cE) El central eléctrica 1.560,12 EUR (1.560,12/19200= 0,0812 E = 8,1 cE)

Sin embargo, los gastos que pagan los hogares con calefacción eléctrica, es mucho mayor ,casi por 50 por ciento, y todavía sin IVA incluido.


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Regulativas actuales /Justificación

En todos los sectores de consumo final de energía en Serbia (industria, los edificios y el tráfico) es obvio un retraso en términos de eficiencia energética por muchos años. Es evidente especialmente en relación con los países europeos desarrollados. Las regulativas vigentes de país no son suficientemente vinculadas a los sectores de consumo de energía en términos de aumentar la eficiencia energética. Por lo tanto, además de seguir apoyando el labor de la Agencia de Eficiencia Energética, el Estado debe en el futuro proponer la ley que exige el uso racional de la energía, con el fin de facilitar la aplicación de medidas técnicas prioritarias. A fin de lograr esta idea y para aumentar sistemáticamente la eficiencia energética, el papel de Estado es de gran importancia y necesidad. Teniendo en cuenta que el mayor consumo de energía es en los edificios, la solución más racional y rentable a largo plazo es invertir en la eficiencia energética de los edificios. Dado que es una de las formas más importantes para frenar y reducir el calentamiento global y emisiones de CO2, el ahorro de energía para calefacción y refrigeración, la introducción y el uso de aislamiento térmico adecuado, con el consumo óptimo de energía en los hogares, es el manera más eficiente y más segura con los intereses generales y individuales. La situación actual exige las acciones rápidas en el sector de eficiencia energética y la introducción de la reforma legislativa y la reforma de los precios de utilización de los recursos no renovables, como actualmente no existe ninguna normativa sobre eficiencia energética en edificación. En Junio de 2010 en Belgrado la plataforma Green Forum ha anunciado que será presentado el primer reglamento sobre la eficiencia energética en edificios el próximo Junio, de año 2011.El tribunal ha considerado las normativas y los leyes de los países europeos con los condiciones climáticas similares y intentará aplicarlos en propio estándar y nuevos reglamentos sobre el consumo energético en edificación. El proyecto de reglamento en Serbia está orientado a la Segunda Directiva de la Unión Europea 20/20/20 que se fija en el objetivo de reducir el consumo de energía en un 20% en 2020 año, con una mayor participación de la energía procedente de fuentes renovables en un 20% y reducir las emisiones en un 20% (con respecto al nivel del año 1990)..3 Para ser posible, el proyecto debe resolver los problemas básicos, numerosos y diversos en los cuestiones de urbanismo, en construcción, en legislación del sector de los profesionales que serán capaz de verificar y determinar la extensión del consumo de energía de los edificios, etc. Dado que la eficiencia energética está conectada directamente con la utilización de energías renovables, especialmente solar y geotérmica, la cuestión es cómo nuestra industria y el mercado económico pueden responder a nuevas demandas.

3 http://www.consilium.europa.eu/ europa 2020: nueva estrategia europea para el empleo y el

crecimiento


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Capítulo 1: Planteamiento de trabajo

1.1 Definición del tema de estudio Principalmente, el consumo actual de un hogar en Serbia es preocupante comparando con otros países Europeos y mayor parte de ese consumo proviene de calefacción en invierno y refrigeración en verano. El primer objetivo de eficiencia energética en edificación en Serbia debería de ser reducción de gastos de climatización en edificios que implica también menos emisiones de CO2. La investigación y estudio siguiente son direccionados a las técnicas y estrategias de diseño bioclimático - diseño solar pasivo y también como tema tiene análisis de los estándares actuales que promueven bajo consumo energético en edificación. El diseño de casas solares pasivas representa una estrategia prometedora para mejorar las condiciones de confort térmico en viviendas de la zona central de Serbia y así constituye una opción importante para viviendas sostenibles en la región. Uno de los aspectos importantes de este trabajo es elaborar propuestas para el diseño de casas con calefacción solar y refrigeración pasiva, que permitieran optimizar el equilibrio complejo entre las diversas exigencias de un clima continental con sus veranos calurosos y secos e inviernos fríos aunque bastante asoleados. Con un diseño optimizado se puede mejorar de forma significativa el confort térmico de viviendas con construcciones económicamente accesibles en la región. De esta forma la investigación aporta al mejoramiento del confort térmico y al aprovechamiento de la energía solar en la vivienda como elementos esenciales de un proceso de desarrollo sostenible. El estándar alemán PassivHaus, que tiene mucho exceso en Europa Central, es conocido por sus bajas exigencias energéticas que requieren baja demanda de calefacción y refrigeración principalmente, y por esos requerimientos, este estándar me llamó la atención a investigarlo y averiguar si es posible aplicar algunos de esos principios en clima serbio, porque las condiciones en invierno son las mismas como en Alemania. Principalmente, a buscar una aproximación a definir qué tan efectivos pueden llegar a ser los sistemas pasivas y su contribución a eficiencia energética de edificación para disminuir la demanda de calefacción y refrigeración era el razón principal a empezar este estudio. El trabajo en conjunto, aparte de estrategias pasivas, es considerar opciones técnicas y tecnológicas de los sistemas activos que cubren el porcentaje de las demandas energéticas que no se pueden satisfacer con sistemas de acondicionamiento pasivo. El producto final será un análisis de comportamiento térmico de viviendas prototipo en bloque lineal en Belgrado, diseñadas con principios de arquitectura solar pasiva, donde se van a reconsiderar los diferentes sistemas activos y sus requerimientos de energía primaria.


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1.2 Objetivos de trabajo

1.2.1 Objetivos generales

Encontrar la manera directa y eficaz para afectar el consumo energético actual en edificación. Elaborar y analizar las estrategias de diseño solar pasivo igual como los requisitos tecnológicos de casas PassivHaus, y reconsiderar su aplicación en edificación en Serbia, para disminuir la demanda energética de calefacción y refrigeración en los hogares.

1.2.2 Objetivos específicos

Determinar los aspectos y elementos que influyen en las pérdidas y ganancias de

calor, y elaborar las estrategias de diseño concretas para invierno y verano, según zona climática.

Desarrollar la propuesta de edificio prototipo de bloque lineal de viviendas en el tejido urbano aplicando las estrategias elaboradas y comprobar la eficacia de las mismas.

Analizar el comportamiento térmico y calcular la demanda energética de calefacción y refrigeración, determinar el valor de ganancias solares y cuanto afectan la demanda total, que nos dará el porcentaje de energía que necesitamos a cubrir con sistemas activos.

1.3 Metodologia para desarrollo de trabajo Analizando el estado actual de consumo energético en edificación en Serbia, se determinan las causas principales de los cuales proviene este consumo en los hogares. Con análisis profundo de requisitos de estándar de bajo consumo en Europa - PassivHaus, se tratará encontrar los aspectos de este estándar que se pueden aplicar en clima serbio, como complementarios a sistemas de acondicionamiento pasivo. El propósito principal de este trabajo consiste en elaborar las estrategias de diseño para dos estaciones térmicamente extremas, verano y invierno, para edificios plurifamiliares en el tejido urbano de la ciudad de Belgrado, con propósito de bajar la demanda energética de calefacción y refrigeración presente en la edificación.


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Además de lo anterior y con el fin de tocar hacer la exploración de una propuesta de edificio prefabricado, el bloque lineal de viviendas, así como la comprobación de las estrategias elaboradas y elementos aplicados de estándar PassivHaus. Posteriormente, se hará el cálculo de un modulo(de un departamento) de confort térmico de balance y variabilidad, simulaciones de programa Archisun y Heliodon y demanda de energía exacta de calefacción y refrigeración con intención de determinar el porcentaje de efectividad de estrategias aplicadas y sistemas de calefacción y refrigeración pasivo. En cuanto se obtenga la cantidad de energía necesaria para sistemas de acondicionamiento activo, se reconsiderará la propuesta aproximativa de los tres soluciones de los sistemas activos y se analizarán igualmente sus requerimientos de energía primaria para funcionamiento y todo con el fin de encontrar la solución enérgicamente más favorable y optimo. Al final, la demanda de edificio de propuesta será comparada con la demanda de edificio de referencia, que en este caso será el mismo edificio pero diseñado según las normativas actuales en Serbia y determinar cuánto son eficaces las estrategias de diseño y la propuesta misma. Para alcanzar el objetivo general planteado se diseñó un esquema de trabajo y de organización y manejo de resultados continuación:

Figura 1. Esquema de desarrollo de trabajo


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Capítulo 2: Clima de Serbia y Belgrado

2.1 Clima general de Serbia

El clima serbio, varía entre un clima continental en el norte, con inviernos fríos, y veranos calurosos y húmedos con precipitaciones bien distribuidas, y un clima más adriático en el sur, con veranos calurosos y secos y otoños e inviernos relativamente fríos con intensas nevadas en el interior. Las diferencias de altitud, la proximidad con el mar Adriático y las grandes cuencas fluviales, así como su exposición a los vientos marcan las diferencias climáticas. La temperatura media anual del aire en el período 1961-1990 en la zona con una altitud de hasta 300 m fue de 10,9 °C. Las zonas con una altitud de entre 300 y 500 m tuvieron una temperatura media anual de alrededor de 10,0 °C, y con más de 1000 m de altitud en torno a 6,0 °C. La menor temperatura registrada en Serbia fue - 39,5 °C (13 de Enero de 1985 Karajukića Bunari, en Pešter), y la más alta de + 44,9 °C (24 de julio de 2007, Smederevska Palanka). Analizando las condiciones climáticas en Serbia, se encuentra un gran salto de temperatura durante todo el año, casi 55-60 grados. Ocurre algunas veces que solo en un día la diferencia de temperatura puede ser 20 grados, que antes no era el caso, y seguramente es la consecuencia del cambio climático, cada año más notable. Belgrado 44°49'14" Norte 20°27'44" Este

Figura 2. Posición de Serbia en Europa Figura 3. Mapa de Serbia y posición de Belgrado


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2.1.2 Clima de Belgrado

El clima de Belgrado es de tipo continental templado. La temperatura media anual es de 13,7ºC. El clima de otoño con sus días más largos, soleados y calurosos, se hace más potente que el de primavera que es corta y lluviosa. El invierno es con nevadas abundantes, con un total de unos 21 días de temperaturas bajo cero y una temperatura media de -0,5ºC.La temperatura mínima registrada en Belgrado es -20 ºC, pero los últimos años la temperatura mínima oscila entre 1 ºC y -10 ºC. El calor en verano ataca fuerte, con altas temperaturas en Julio y Agosto que suelen superar los 38ºC, mientras la temperatura media durante el resto del verano es de 28,1º C. Los estudios climatológicos aseguran que en Belgrado llueve 137 días, de los cuales 27 nieve. Las grandes lluvias tienen lugar en mayo y junio mientras las lloviznas prevalecen en febrero. La media anual de lluvias es de 669,5 L/m2; la presión atmosférica media es de 1.001mb y la humedad relativa media del aire es de 68,6%. Belgrado pues, es una ciudad bastante húmeda por situarse en los dos ríos que bañan sus orillas.

La gran dificultad en Belgrado son las condiciones en verano. El año 2009 en verano la temperatura medida en sombra era algunos días más de 44,5 °C, y durante la

noche 28 °C. La cuidad está considerablemente más calurosa que las zonas rurales que las

circundan. Normalmente las temperaturas diarias medias son 1-2 °C más altas, por razones

de irradiación de calor de pavimentos, hormigón y transporte público. Resultó imposible refrigerar las viviendas solo con abertura de ventanas y ventilación natural cruzada. Sin embargo, esos casos no ocurren siempre hoy en día, normalmente la temperatura exterior nocturna es más baja que la interior. Muchas veces los habitantes necesitan encender el aire acondicionado durante las horas de noche para mantener o conseguir la temperatura de confort. Igualmente el confort acústico durante la noche tiene su papel en descanso, y para los ciudadanos que viven en las zonas urbanas muy densas y con mucho tráfico, resulta imposible dejar las ventanas todo el tiempo abiertos y el encendido de Aire - Acondicionado ven como única manera de "sobrevivir" las noches calurosas. La necesidad para reducción de consumo energético de refrigeración es tan importante como la de la calefacción en las ciudades de Serbia.

Figura 4. Temperaturas en Belgrado durante el año


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Parámetro Unid Serbia Características Belgrado Características

Superficie km2 88.361

Clima continental excesivo en el norte(grandes diferencias de

temperatura entre verano y invierno)y clima

mediterráneo al sur

359,96 El clima de Belgrado es continental templado

Población núm. 9.184.177 1.576.802

Lat./Long ° „

44°49'14" Norte 20°27'44" Este

Altitud m

116,75 Situado en confluencia de

Danubio y Sava T anual

promedio

°C

10,9 13,7

T máx. registrado

+ 44,9 Influencias climáticas: 42

Veranos calurosos, con más de 35 días

con temperatura superior de 30

grados, el mes más caluroso es julio

T min. Registrado

-39,5 A noreste: Vientos fríos -20 Inviernos fríos, con nevadas fuertes en meses de enero y diciembre, el mes más frio es enero

T verano promedio

28

A suroeste :Corrientes de aire caliente desde el

mar Adriático y Mar Mediterráneo

28, 2

T invierno promedio

-5 Estaciones: -0,1

Oscilación verano-invierno

30 - 55 Veranos muy calurosos

y húmedos, rachas fuertes de viento, lluvias abundantes repentinas, sequias frecuentes; en clima mediterráneo en

sur son veranos calurosos y secos

45 21 día con

temperatura bajo cero

Humedad relativa

promedio anual

% 67 68,6

Precipitaciones promedio

anual mm 1000

-Inviernos gélidos y nevadas intensas y

abundantes

540 - 820

Horas de sol promedio

h 1500 - 2200

2.096

Tabla 1. Características climáticas de Serbia y Belgrado


18

Parámetro Unid Belgrado

Superficie km2 359,96

Población núm. 1.576.802

Lat./Long ° „ 44°49'14" Norte 20°27'44" Este

Altitud m 116,75

Radiación solar en plano vertical por año Wh/m2 2760

Radiación solar en plano inclinado a un ángulo optimo por año

Wh/m2 4130

Angulo optimo de inclinación ° 35

Tabla 2. Parámetros generales y de radiación solar de Belgrado

Figura 6. Temperaturas máximas y mínimas media Figura 5. Precipitaciones

Figura 8. Radiación solar en el plano horizontal, en el plano con ángulo optimo y plano vertical

Figura 7. Altura solar en el equinoccio de verano y invierno


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2.2 Actuaciones generales en clima continental templado En el clima continental templado se diferencian las necesidades térmicas en invierno, predominante de calefacción y por lo tanto, en periodo de frio, se trata de aprovechar las ganancias de energía solar de forma pasiva, con métodos de calefacción solar pasiva, con ganancias directas e indirectas. Las condiciones en verano son distintas, la necesidad predominante es la refrigeración. La diferencia de temperatura entre el día y noche puede ser utilizada para aprovechar la ventilación nocturna apara refrigerar los edificios. En este caso es importante la masa térmica, donde, a parte de amortiguación, se aprovecha el desfase en el tiempo entre el máximo da incidencia solar sobre un muro y el momento cuando el calor entra en el interior. La posición de aislamiento térmico siempre se coloca en la capa exterior de masa térmica. La característica específica de ese tipo de clima son las grandes oscilaciones de temperaturas diurnas y anuales. El aprovechamiento de ganancias directas colocando las grandes superficies de ventanas al Sur, puede provocar el sobrecalentamiento en verano. Por lo tanto, es imprescindible la presencia de protección solar que impiden la incidencia solar en el tiempo cuando se puede producir el sobrecalentamiento, pero de tal manera que permiten la entrada sin obstrucción de radiación solar en invierno.

Zona climática Los elementos climáticos Los requisitos fundamentales de edificio

Zona continental templada

muy diversas intensidades de radiación solar

Diferencias muy grandes en temperatura anual

Las diferencias de temperatura diaria varia, de muy grande a moderada

Humedad relativa muy alta

Muchas precipitaciones 1000mm

Protección de sobre-enfriamiento en invierno – aislamiento y capacidad térmica

Protección de sobrecalentamiento en verano – protección solar

Protección de precipitaciones

Tabla 3. Los elementos climáticos de zona continental templada

En lugares donde la calefacción es el requisito predominante, las siguientes estrategias pueden ser eficaces:

- Baja relación entre superficie y volumen, forma de edificio compacta - Aumento de las ganancias solares - Reducción de la superficie orientada a norte o expuesta a los vientos dominantes - Nivel alto de aislamiento térmico de los cerramientos - Control de ventilación y la infiltración - Utilización de dobles puertas entre los espacios calefactados y no calefactados - Utilización de atrios y patios como zonas amortiguadoras térmicas y para introducir

luz natural en plantas profundas


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2.3 Diagrama Psicométrico de Givoni y estrategias de

calefacción y refrigeración

Belgrado

Mes E F M A M J J A S O N D Anual

Temperatura promedia máx.

en °C 3,5 6,4 11,9 17,5 22,5 25,3 27,6 27,3 23,7 18,1 11 5,3 16,7

Temperatura promedia min.

en °C −2,3 −0,2 3,3 7,8 12,1 15 16,3 16,1 13 8,3 4 −0,2 10,7

Humedad relativa % 79 69 59 64 62 62 63 63 72 74 76 80 68,6

Tabla 4. Temperaturas promedias máximas , mínimas y humedad relativa de Belgrado

Con diagrama de Givoni se representan diferentes estrategias de actuación para alcanzar la zona de confort térmico. Gran parte del año podemos alcanzar confort mediante las ganancias internas y el aprovechamiento de la energía solar pasiva, lo que implica una adecuada superficie de captación solar así como una gran capacidad de acumulación y aislamiento térmico. Las condiciones ambientales exteriores salen de la zona de bienestar por la izquierda, especialmente en los meses de invierno. Observando las temperaturas máximas y mínimas promedias de los meses de invierno, se muestra que casi 4 meses se necesita empleo de calefacción convencional, además de calefacción solar pasiva. En julio y agosto, se precisa además de “masa térmica”, la ventilación nocturna. En este estudio nos vamos a concentrar solamente en los meses extremos, en este caso Enero y Julio, y las estrategias analizadas de ahorro energético serán basadas en sus condiciones ambientales.

Figura 9. El diagrama Psicrométrico de Givoni para Belgrado


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Un resumen de las estrategias según diagrama psicrométrico de Givoni:

MES ESTRATEGIA DE CALEFACCION ESTRATEGIA DE REFRIGERACION

ENERO Calefacción convencional + Calefacción solar activa + Calefacción solar pasiva

FEBRERO Calefacción convencional + Calefacción solar activa

MARZO Calefacción convencional + Calefacción solar activa +C. s. pasiva

ABRIL Calefacción Solar Pasiva

MAYO Calefacción Solar Pasiva Protección solar + Refrigeración por alta masa térmica

JUNIO Protección solar+ Refrigeración por alta masa térmica + Ventilación natural

JULIO Protección solar + Refrigeración por alta masa térmica + Ventilación natural

AGOSTO Protección solar+ Refrigeración por alta masa térmica + Ventilación natural

SEPTIEMBRE Protección solar+ Refrigeración por alta masa térmica + Ventilación natural

OCTUBRE Calefacción Solar Pasiva

NOVIEMBRE Calefacción solar activa +C. s. pasiva

DICIEMBRE Calefacción convencional + Calefacción solar activa

Tabla 5. Resumen de las estrategias según diagrama Givoni

Para proporcionar una protección solar horizontal en un hueco de fachada orientada al sur utilizaremos una carta estereográfica correspondiente a la latitud de 44° Norte.

Otro elemento modificador de las condiciones de bienestar es el viento, que en unas épocas incide negativamente (en invierno) y en otros favorable (en verano). El conocimiento de la direccionalidad y velocidad de vientos dominantes nos permite asegurar un mejor comportamiento térmico de edificio. Belgrado se caracteriza por el viento que viene del sur y el sudeste, que lleva pocas nubes y tiempo seco. El viento más famoso de estas regiones es KOŠAVA (Kosava) y es característico en otoño e invierno, pero también ocurre en los meses calurosos y sopla de sudeste-este; sopla en intervalos de 1, 3 o 7 días, pude conseguir una velocidad de 120 km/h, pero la promedia es 25 - 45km/h. Este viento tiene adjetivo de “limpiador” del aire de ciudad de Belgrado.

Figura 10. Carta estereográfica de Belgrado

Figura 11. Rosa de los vientos de Belgrado


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Capítulo 3: Estándar para minimización

de necesidades energéticas en EU Las medidas pasivas de diseño incluyen proporcionar las necesidades reales de los habitantes. En particular, los requisitos espaciales y estándares de confort tienen un impacto significante a consumo energético de edificio y pueden ser diseñados según necesidades individuales. Crecientes per cápita los requisitos espaciales y decrecientes tamaños de aparatos domésticos son las 2 razones para aumento de consumo energético en edificación. La energía primaria depende de locación, clima y estación y uso de edificio. El clima y estación tienen más impacto en las demandas de calefacción y refrigeración. Sin embargo, parámetros climáticos afectan el diseño y consumo energético, pero los principios fundamentales de eficiencia energética se pueden sin excepción aplicar en cualquier clima, solo ajustando los detalles a condiciones de lugar. Se ha hecho el análisis profundo del estándar alemán PassivHaus como el concepto de construcción y su funcionamiento. Llamó la atención por sus exigencias técnicas, tecnológicas y requisitos de limitación de demandas de calefacción y refrigeración muy bajas. Desglosando los conceptos de construcción, se ha tratado de elegir cuales principios se pueden aplicar en clima de Serbia.

3.1 PASSIVHAUS Estándar en UE

La Unión Europea a finales de 2008 se llevó a cabo un amplio debate sobre cómo reducir el consumo de energía. Los edificios consumen alrededor del 40% de la energía y exactamente aquí se busca la solución para lograr la mayor independencia de Europa del gas ruso y del petróleo árabe. El estándar Passivhaus es reconocida como una de las soluciones. Han sido anunciadas las primeras legislaciones que en el año 2011 tendría que establecer la norma como un requisito obligatorio para la obtención de permisos de construcción para todos los nuevos edificios que requieren calefacción o refrigeración, con arreglo a las normas de viviendas pasivas o su equivalente no residencial. 4 Efectivamente, la casa Passivhaus está teniendo mucho éxito en los países centroeuropeos, con más de 10.000 edificios construidos. Pero incluso en Alemania, donde nació este estándar, será imposible cumplir con esta intención del Parlamento, ya que se calcula que el Passivhaus llegará a ser obligatorio allí en unos 7 o 8 años, o sea en 2015, en vez del 2011.Sin embargo, un gran potencial de ahorro de energía se encuentra en los edificios existentes, y se buscan los modelos diferentes para hacer posible incorporar los estándares Passivhaus en estos edificios, como forma de rehabilitación.

4 http://www.gradjevinarstvo.rs/TekstDetalji.aspx?ban=820&tekstid=523


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3.2 Funcionamiento de estándar

El término "Passive House" se refiere a estándar de construcción cual norma se puede lograr usando una variedad de tecnologías, diseños y materiales. Se trata de un refinamiento de low-energy house (LEH) estándar. Ofrece una manera costo-eficiente con minimización de demanda de energía de los nuevos edificios de acuerdo con los principios básicos de sostenibilidad, y en el mismo tiempo manteniendo el confort de los ocupantes.

El requisito más importante del estándar PassiveHaus es que su diseño se desarrolla en principios de diseño solar pasivo, proyectando con los condiciones climáticas de lugar, y incorporando las nuevas tecnologías de construcción se intenta bajar la demanda de energía necesaria (de calefacción y refrigeración). Esa estrategia se puede definir como "activa" y se encuentra como la diferencia principal entre casas pasivas tradicionales y edificios construidos con el estándar PassiveHaus. Es decir, las casas funcionan en manera pasiva pero siempre utilizando los sistemas activos de climatización, por ejemplo los motores de ventilación, bombas de calor geotérmicas, etc. Ofrece posibilidad que la demanda energética del edificio se suministra solamente de recursos de energías renovables, pero teniendo en cuanta la disponibilidad de recursos y viabilidad de los extra costes. La eficiencia energética y eficiencia de los recursos son los objetivos básicos del estándar Passivhaus. Los edificios construidos según el estándar cuentan con un gran aislamiento térmico, un control riguroso de las infiltraciones y una calidad del aire interior máxima. Aprovechan la energía del sol para su climatización, con un consumo energético mínimo, del orden de un 70-90% menos que los edificios convencionales.

Figura 12. La comparación entre consumo energético especifico de las viviendas


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3.3 Los requisitos de estándar

Este estándar consigue un consumo energético muy bajo con un confort térmico muy alto y es el líder de los estándares de eficiencia energética, como requiere tan poco, como 10 por ciento de la energía utilizada en los edificios típicos en Europa Central. Los requisitos principales:

Demanda de energía útil para calefacción máxima ≤ 15 kWh / (m²(a)/año) Demanda de energía útil para refrigeración máxima ≤15 kWh / (m²(a)/año) La carga de calefacción / refrigeración está limitada a un máximo de 10 W/m2 La envuelta de edificio se debe caracterizar con una estanqueidad ,es decir, tiene

que ser hermética con el cambio de aire que se limita a las tasas de n50=0,6 /h. (medido con una presión de 50 Pascales)

Consumo de energía primaria para calefacción, refrigeración, ACS y electricidad que no puede ser superior a 120 kWh / (m²(a)/año).

El numero de 15 kWh / (m²(a)/año) se encontró a partir de calcular la máxima cantidad de calor que se puede entregar con el suministro de aire fresco con la tasa mínima requerida de ventilación, y se limita por: - La temperatura del aire entrante no puede sobrepasar los 50 °C, si el aire que se introduce en el espacio está en una temperatura superior, se pueden producir los problemas con el calidad de aire interior. - Se debe lograr la temperatura de confort en interior (20°C) en las zonas de baja ventilación - eso significa que solo una cantidad de calor puede ser suministrada sin exceder el límite de 50 °C de temperatura.

Figura 13. Potencia máxima de calefacción de edificio convencional, CTE y PassivHaus

1.Sistema de calefacción estándar por agua caliente: potencia media aprox. 100 W/ m2. 2.Edificio CTE- Potencia de caldera 25-30 W/ m2. 3.PassivHaus:potencia máx. de calefacción 10 W/ m2.Post-calentamiento del aire máx. 1Kw

El cálculo para obtener la condición "para casas pasivas": De la experiencia (y DIN 1946) se sabe que el 30 m³ / h es un caudal de aire mínimo por persona para mantener una calidad razonable del aire interior. Aire tiene una capacidad calorífica específica de 0,33 Wh / (m³ K) (a 21 ° C). Se puede aumentar la


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temperatura del aire fresco por 30 K, no más, para evitar la pirolisis de polvo. 30 m³ / h / Pers. · 0,33 Wh / (K m³) · 30 K = 300 W / Pers Esto demuestra: 300 vatios por persona puede ser aportado por el aire fresco del sistema de calefacción. Si se tiene por ejemplo, 30 m² de espacio habitable por persona, calculando con 10 W por espacio m² vida. Este valor es independiente del clima. Estos requisitos se controlan a través del programa PHPP, menos la estanqueidad de edificio. Las características y componentes básicas que distinguen la construcción de estándar PassivHaus:

Super-aislamiento: los cerramientos exteriores opacos deben de tener el coeficiente de transmisión (U) inferior a 0,15 W/m2K

Orientación al Sur y control de las ganancias de radiación solar mediante elementos de sombreado - El diseño solar pasivo es imprescindible en diseño de las casas pasivas

U - valores para las ventanas y puertas deben ser ≤ 0,8 W/m2K) (0,14 Kcal/h/ft²/°F) (para el marco y cristal). Se requiere la ventana con triple vidrio y marco de buena calidad y aislamiento térmico.(Factor U=0,14; R=7,1)

Control riguroso de puentes térmicos y su reducción al mínimo, lo ideal sería su ausencia ≤ 0.01 W/mK (0.006 Btu/(fthF))

El precalentamiento pasivo de aire fresco: El aire fresco puede introducirse en la casa a través de conductos subterráneos que intercambian calor con el suelo(energía geotérmica). Esto precalienta el aire a una temperatura superior a 5 ° C (41 ° F), incluso en los días fríos del invierno.

Estanqueidad: n50 de 0,6 h-1 a 50 Pa o menos

La ventilación mecánica en toda la casa con recuperación del calor (con eficiencia de 80% o más, con una potencia del ventilador específicamente baja @Wh/m3 (0,013 Wh/ft3) (air-to-air heat exchange)

Suministro de agua caliente sanitaria utilizando las energías renovables - placas solares y bombas de calor

Ventilación natural cruzada en verano Los aparatos domésticos de alta eficiencia energética - refrigeradores , estufas,

congeladores, lámparas, lavadoras, secadoras, etc. son indispensables en una casa pasiva

Uno de los requisitos de casas PassivHaus que destaca esas casas es la ventilación mecánica, que será detalladamente explicada en próximo parágrafo.


26

3.4 Ventilación mecánica

Los sistemas de ventilación mecánica pueden clasificarse en sistemas de impulsión, sistemas de extracción y de impulsión y extracción. Los sistemas de extracción y los de extracción y impulsión, ofrecen la oportunidad a recuperar el calor a través del intercambiador del aire. En los sistemas de impulsión y extracción, el calor recuperado puede utilizarse parea calentar el aire de renovación mediante un intercambiador de placas o un volante térmico. El funcionamiento del sistema de intercambio del aire(figura 6): El aire caliente (rojo, aire extraído) fluye a través de un canal y suministra el calor a las placas. Este aire saldrá del intercambiador mas frio. En el lado opuesto del intercambiador de placas, el aire exterior (en azul) fluye por canales separados. Este aire absorberá el calor y saldrá del intercambiador con una temperatura más alta (pero aún no contaminado), entonces llamado el aire suministrado (verde). El principio de contraflujo permite la recuperación casi el 100% de la diferencia de temperatura, si el intercambiador es suficientemente largo. En el mercado, están disponibles los sistemas con un 75% a 95% de rendimiento.Por supuesto, esto sólo funciona con los intercambiadores de calor de contraflujo y con los ventiladores muy eficientes (llamados CE-motores con una eficiencia especialmente alta).

Figura 14. Esquema de ventilación mecánica

Figura 15. El funcionamiento del sistema de intercambio del aire


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Ventilación funciona correctamente sólo si el aire contaminado es removido constantemente fuera de cocina, baños, y otra habitación con todas contaminación atmosférica significativa. El aire fresco tiene que ser introducido en la sala de estar, sala de niños, los dormitorios y salas de trabajo para sustituir el aire extraído.(Figura 5.)

Figura 16. La base técnica del requisito del demanda máxima de calefacción permitida de 15kWh/m

2/año

A medida que nuevos edificios son cada vez más herméticos, la ventilación a través de juntas y rendijas por sí sola no es suficiente para suministrar el aire fresco en los interiores. Apertura de las ventanas recomendada solo no es suficiente. El aire fresco no es meramente una cuestión de comodidad, sino una necesidad para una vida sana. A pesar de que los sistemas de ventilación requieren una inversión adicional para empezar, van a terminar con ahorro considerable de energía, siempre que sean los sistemas altamente eficientes. El sistema de ventilación debería estar diseñado con posibilidades de fácil mantenimiento, y las placas que exigen limpieza necesitan tener el acceso fácil y rápido. Mantenimiento correcto significa cambio regular de filtros y limpieza de los placas intercambiadores, y de no ser así, su eficiencia descenderá y la calidad de aire empeorará. En general, los sistemas de ventilación y de aire-acondicionado, que no reciben el mantenimiento regular no afectan solo el calidad de aire sino que pueden causar problemas de salud de los ocupantes debido a desarrollo de los microorganismos. Ventilación mecánica con recuperación de calor - es un concepto fundamental para edificios de muy bajo consumo energético como es el Passivhaus y uno de los requisitos sin cuales la demanda energética de calefacción y refrigeración no podría ser tan baja.


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3.5 Los principios que se pueden aplicar en caso de Serbia

Analizando el concepto de construcción de casas pasivas, determinando que esas viviendas son diseñadas en los principios de diseño solar pasivo pero su funcionamiento depende mucho de los sistemas activos. Siendo que el objetivo de trabajo principalmente es determinar las medidas pasivas de diseño, que funcionamiento de vivienda sin empleo de sistemas activos se prolonga lo máximo posible, primero se tratará aplicar los elementos constructivos básicas y luego se considerará la efectividad de aplicación de sistemas activos específicos de PassivHaus, como ventilación mecánica- HRU. Las características y componentes básicas que se pueden considerar en el diseño, a parte de los principios de diseño solar pasivo:

Los principios de aplicación de aislamiento térmico, sus coeficientes de transmisión recomendados, en el orden de 0,15 W/m2K, pero variaría según cerramiento.

Las ventanas de alta calidad, de triple vidrio, U del orden de ≤ 0,8 W/m2K) (0,14 Kcal/h/ft²/°F) (para el marco y cristal). Actualmente en Serbia se instalan las ventanas de triple vidrio, pero con el coeficiente U menos eficiente, alrededor de 2,0 - 1,8 W/m2K, pero las ventanas de doble vidrio siguen siendo la opción más frecuente utilizada, por su todavía bajo coste de inversión al principio.

Control riguroso de puentes térmicos y su reducción al mínimo, lo ideal sería su ausencia ≤ 0.01 W/mK (0.006 Btu/(fthF)) Realmente la construcción tradicional presta mucha atención en los puentes térmicos, como una de exigencias de clima, pero lo más necesario es control riguroso de mano de obra de los detalles.

Uno de principios generales de eficiencia energética en los hogares - los aparatos domésticos de alta eficiencia energética - refrigeradores , estufas, congeladores, lámparas, lavadoras, secadoras, etc. son indispensables en una casa pasiva.

Esas componentes serán consideradas como complementarias a medidas de diseño sostenible, es decir, diseño solar pasivo. En el próximo capítulo se determinarán las estrategias concretas de diseño según zona climática.


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Capítulo 4: Estrategias de diseño para

disminuir las demandas de calefacción y

refrigeración

La ecuación de temperatura de balance

Ti : temperatura media interior para el mes considerado, en ºC

Te: temperatura media exterior para el mes considerado, en ºC

I: ganancia media por radiación solar, en W/m3

D: aportes medios internos, en W/m³

G: coeficiente de intercambio térmico, en W/ºC m³

La ecuación de temperatura de balance o de equilibrio, presenta un valor medio de la temperatura interior con unas condiciones climáticas determinadas de clima exterior, pero suponiendo que todos condiciones son constantes en el tiempo y no refleja las variaciones temporales que son muy importantes en las climas templados. El cálculo aproximativo se hace para meses extremos del año, para mes de Enero y Julio. La ecuación expresa que temperatura interior depende de varios factores, principalmente de temperatura exterior. La diferencia de la temperatura exterior y temperatura interior de confort es dependiente de varios factores:

los condiciones climáticas exteriores posición geográfica, micro-clima de sitio, los cambios y saltos de temperatura diarios y estacionales tipo y diseño del edificio los ocupantes, sus actividades y criterios de confort

Otro aspecto importante son las ganancias solares (I). La radiación solar, sin

embargo, es el fuente mayor de los ganancias de calor y su magnitud varía con la ubicación geografica, condiciones del sitio y el diseño de edificios y la distribución de los espacios internos. A parte de los ganancias de radiación solar, en los edificios las aportaciones gratuitas (D) provienen de los ocupantes, dependiente de su actividad metabólica, por el uso de iluminación artificial y aparatos domésticos. El magnitud de ganancias depende del tipo de construcción y actividad que se desarrolla en el interior. El factor importante que influye en el balance interior son las pérdidas de calor, que provienen de pérdidas de transmisión y perdidas por ventilación (G).Las perdidas por transmisión son mas controlables que las perdidas por ventilación.


30

El base de diseño bioclimático es aprovechar las ganancias de radiación solar y ganancias de aportes internos para calentar el interior de edificio cuando la temperatura exterior es bajo de nivel de confort, o disipar las ganancias si la temperatura exterior es muy alta. Si edificio está diseñado con respeto a estos principios, puede sostener más tiempo sin necesidad de aporte de sistemas activos de calefacción y refrigeración y la diferencia de temperatura que tienen que superar estos sistemas es menor. Es decir, reducir el periodo de utilización e intensidad de sistemas convencionales. Sin embargo, la estrategia principal de diseño que podemos determinar será afectar a los factores principales que influyen en el confort térmico interior de edifico y que se pueden controlar:

GANANCIAS PERDIDAS POR TRANSMISION.

Después determinados los factores principales que afectan el balance térmico, analizados los factores y pre-existencias climáticas para Serbia, se pueden concluir las estrategias básicas de diseño para invierno y para verano, con propósito de bajar lo máximo posible las demandas caloríficas y frigoríficas y reducir el empleo de sistemas convencionales de calefacción.

Figura 17. Ganancias y pérdidas típicas en invierno y en verano


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4.1 ESTRATEGÍAS INVIERNO En el comportamiento de los climas fríos y continentales, se deben considerar los aspectos que ocurren como en invierno, tanto en verano, por sus exigencias antagónicas. Por sus grandes saltos de temperatura y requerimientos diferentes durante el año, hay que introducir siempre en diseño arquitectónico los elementos variables, como protección solar variable, aislamiento nocturno, ventilación variable, etc. En el periodo de frio, las ganancias solares y ganancias de los aportes interior, no son suficientes para conseguir la temperatura de confort requerida de los ocupantes. La temperatura interior de balance se puede subir notable tratando de aumentar ganancias, disminuir las perdidas y aplicando los sistemas pasivos de calefacción. Eso son las estrategias principales en construcción para reducir la demanda calorífica y reducir el periodo de calefacción. El porcentaje de demanda energética que se necesita a conseguir la temperatura de confort se cubre con los sistemas activos convencionales de calefacción, cual propósito es alcanzar que la temperatura interior esté dentro de los valores de confort dependiendo de estación. La temperatura de balance divide el año en tres diferentes periodos, cual duración y intensidad dependen de clima, el tipo de edificio y diseño ( figura 17.)

Figura 19. Periodos durante el año que divide la temperatura de balance

Figura 18. Ganancias y pérdidas de temperatura


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4.2 ESTRATEGIA: minimización de las pérdidas de calor

por transmisión

Previamente, para conseguir el nivel de aportación solar satisfactorio, se debe reducir la demanda de energía mediante el diseño correcto del edificio, poniendo un buen grado de aislamiento térmico y considerando las ventanas de alta calidad y acristalamiento con menor coeficiente de transmisión, porque estos aspectos de diseño son principales y tienen mayor importancia en regiones con climas parecidas a Serbia. Pérdidas por transmisión pueden ser reducidas drásticamente considerando siguientes acciones, que se dividen en permanentes y

variables:

Figura 20. Esquema de estrategias para invierno desde ecuación de balance

Figura 21. Reducción de pérdidas de calor


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Permanentes son:

mejorar el aislamiento térmico del edificio, es decir, mejorar los coeficientes de transmisión (U)

interrumpir los puentes térmicos en la construcción diseñar el edificio con forma más compacta para reducir el superficie de la piel por la

que se pierde el calor controlando la estanqueidad de construcción

Variables son: planteamiento de aislamiento nocturno móvil y variable para los superficies

acristalados en la fachada

Coeficiente de transmisión "U"

Mejorar los coef.de transmisión "U" de los cerramientos significa tratamiento de los superficies exteriores de envolvente:

1. Partes opacas Aislamiento térmico 2. Partes transparentes Ventanas de alta calidad 3. Proporción entre partes opacas y huecos de la fachada

Los partes opacas de la fachada se mejoran aumentando el grado de aislamiento térmico en lado exterior y los partes transparentes (huecos) de envolvente, que presentan el punto más débil en la construcción desde punto de vista de perdidas, se mejoran poniendo las ventanas de alta calidad. Otro aspecto muy importante es la relación entre partes opacas y huecos en el envolvente de edificio, cual dimensionado tiene que ser proporcionado con mucho cuidado teniendo en cuenta interdependencia entre ganancias y pérdidas.

El estándar de serbia sobre el coeficiente de transmisión (u) de los cerramientos

Según el estándar actual en Serbia, el coeficiente de transmisión de calor para las paredes exteriores tiene que tener el valor U <0,9 (W/ m2 oK), pero los arquitectos en colaboración y de acuerdo con los inversores diseñan y proyectan las fachadas con valores U = (0,50 a 0,65) W/ m2 oK, probando y tratando de mejorar las situación actual en los últimos 15 años para bajar la cantidad de energía necesaria para la calefacción y refrigeración. La normativa exige el valor del coeficiente de transmisión para las ventanas U = (2,1 a 3,1) W/m2 oK, mientras que hoy en día en los edificios nuevos se instalan las ventanas con coeficiente mejor ,en alrededor de (1,4 – 1,8) W/m2 oK. Normalmente el acristalamiento en las ventas consiste de doble vidrio. Resumen de coeficientes de transmisión de cerramientos según normativa actual en Serbia:

muros de fachada U <0,9 (W/ m2 oK), cubierta U <0,65 (W/ m2 oK), suelos U <0,6(W/ m2 oK), paredes en contacto con terreno U <0,7 (W/ m2 oK), huecos U <2,9 (W/ m2 oK) doble vidrio

U <2,2 (W/ m2 oK) triple vidrio medianeras U <1,85 (W/ m2 oK), forjados entre pisos U <1,35 (W/ m2


34

4.2.1 Tratamiento de los partes opacos de cerramientos

exteriores

4.2.1.1 Aislamiento termico

Uno de los principios más importantes para construcción de un edificio enérgicamente eficiente es aislamiento térmico interrumpido(línea amarilla-Figura 23.) que minimiza los perdidas de calor, mejor dicho

“empaqueta” todo el edificio y minimización

de los puentes térmicos .

Un muy buen aislamiento térmico para paredes exteriores y cubiertas es beneficioso tanto en invierno como en verano. Con una baja transmitancia térmica de los cerramientos exteriores baja también la demanda de energía del edificio.(figura 24) En función del clima se puede optimizar el grosor del aislamiento térmico hasta encontrar el punto de inflexión, donde el aumento de grosor es muy poco relevante para la mejora de la eficiencia energética. Las pérdidas de calor son un factor significativo en el balance energético de un edificio y se evitan condensaciones internas. Cualquier pérdida de calor debe ser compensada por una ganancia de calor correspondientes, de lo contrario la temperatura dentro de la casa va bajando.

En Europa central, las temperaturas medias medidas en los períodos invernales son -12 ° C afuera y 21 ° C en el interior. En Serbia la temperatura que se toma en calculo es -18° C para región de Belgrado, pero temperatura mínima de invierno puede variar en toda la Serbia entre -16° C y -22° C. Valores U (el coeficiente de transmisión) de los muros exteriores, forjados y techos en casas PassivHaus varía entre 0,10 hasta 0,15 W / (m² K) (para el clima de Europa Central estos valores pueden ser un poco mayores o menores dependiendo del clima). En climas cálidos o durante los meses de verano, un buen aislamiento también proporciona bien la protección contra el calor. Otro principio esencial es el "diseño sin puentes térmicos ": el aislamiento se aplica sin ningún tipo de "puntos débiles" alrededor de todo el edificio con intención de eliminar los puentes fríos, así como las pérdidas excesivas de calor.

Figura 22. Envolvente de edificio con aislamiento térmico no interrumpido

Figura 23. Carga térmica de edificio bien y mal aislado


35

Los datos siguientes presenta las pérdidas de calor típicas de los distintos cerramientos exteriores basado en una casa típica europea unifamiliar con un área de la pared exterior de 100m². Las temperaturas en invierno de -12 ° C fuera y 21 ° C en el interior. Desde los datos se puede concluir que una inversión en el aislamiento térmico puede exigir gastos principales, pero se devolverá durante el tiempo a través de gastos anuales de calefacción. U-value heat loss annual annual costs (2005) (load) heat loss only of the heat loss W/m²K W kWh/(m²a) of external walls €/a 1,00 3300 78 429.- 0,80 2640 62 343.- 0,60 1980 47 257.- 0,40 1320 31 172.- 0,20 660 16 86.- 0,15 495 12 64.- 0,10 330 8 43.-

4.2.1.2 Control de los puentes térmicos

Los puentes térmicos son lugares de geometría lineal o bien puntual del cerramiento exterior, donde el flujo de energía es más grande respecto a la superficie general del cerramiento. La ejecución y control de los detalles de los puentes térmicos durante la construcción es muy importante. En los países Europeos con clima frio, el aislamiento y minimización de los puentes térmicos son puntos obligatorios en construcción desde siempre y el aislamiento de alta calidad también es beneficioso en verano tanto como en invierno. Este aspecto de ejecución de aislamiento térmico es uno de los puntos más importantes que promueve y el estándar PassivHaus. La regla del rotulador - la capa de aislamiento continua en toda la envolvente del edificio(Figura 25.).

La transmisión de energía (frío y calor) no sólo se da en los elementos generales como paredes o techos, sino que también se da en las esquinas, ejes, juntas, etc. Los puentes térmicos son lugares de geometría lineal o bien puntual del cerramiento exterior, donde el flujo de energía es más grande respecto a la superficie "normal" del cerramiento. Estos puentes térmicos perjudican la eficiencia energética del elemento constructivo. Para lograr un buen aislamiento térmico efectivo es necesario prestar atención a reducir los efectos de los puentes térmicos.

Fuente : PassivHaus Instituto

Figura 24. Regla de rotulador de capa continua de aislamiento


36

Siguiendo unas pocas reglas simples es posible eliminar los efectos de los puentes térmicos:

No interrumpir la capa de aislamiento En las juntas de los elementos constructivos del edificio, la capa de aislamiento debe

unirlas y rellenarlas. Si interrumpir la capa de aislamiento térmico es inevitable, usar un material con la

resistencia térmica más alta posible. Los puentes térmicos reducen las temperaturas superficiales de la cara interior del

muro en invierno lo cual incrementa el riesgo de formación de condensaciones. Los puentes térmicos también pueden minimizarse instalando las ventanas en la

capa del aislamiento y cubriendo parte del marco con aislamiento térmico. Sin embargo, debido al cambio de grosor de la capa de aislamiento, es normal que quede un puente térmico en la junta entre la ventana y la pared.

Reducir o evitar los puentes térmicos es en general una cuestión de coste-eficiencia para reducir las pérdidas por transmisión o la transmisión de cargas de calor. Mediante la aplicación adecuada de aislamiento, la transmitancia térmica lineal es reducida a valores por debajo de 0.01 W/mK.

4.2.2 Tratamiento de los partes transparentes de cerramientos

exteriores

LA VENTANA - PUNTO CRÍTICO EN EL BALANCE ENERGÉTICO. Los elementos acristalados suelen ser la característica más compleja en los edificios sostenibles. Los últimos años el avance en tecnología y diseño de las ventanas es más notable y ahora es posible especificar la composición de un acristalamiento que puede responder a los requisitos de ganancia solar, conservación de calor y transmisión.

Los edificios diseñados con aprovechamiento de sistemas pasivos, para

cumplir los requisitos de eficiencia energética en el clima serbio, es imprescindible mejorar la calidad de acristalamiento y marcos de ventanas que se ahora utilizan y encuentran en los edificios. Las ventanas normalmente utilizadas son de doble vidrio, con coeficiente U <2,9 (W/ m2 oK). Considerando las pérdidas de calor a través de cerramientos, el aumento de grosor de aislamiento térmico es razonable hasta un punto. Las pérdidas a través de acristalamiento de cerramientos son mayores y el punto más crítico, y por lo tanto, la inversión en ventanas de alta calidad es indispensable y el funcionamiento de las casas no podría llegar a un nivel satisfactorio. La estrategia del

Figura 25. Las ventanas de alta calidad de triple vidrio


37

tratamientos de partes transparentes seria sustituir el doble acristalamiento por triple con baja emisividad y con marcos súper - aislados. El coeficiente de transmisión de marco y de vidrio en conjunto estará en el rango de 0,8 - 1,0 W / (m² K). Estos componentes funcionan en manera que las pérdidas totales de calor de una ventana serán tan sólo la mitad con respecto a una nueva ventana convencional. Pero las ganancias solares directos e indirectos se captan a través del cristal también, más allá de función solo de iluminación. Por lo tanto, se ha demostrado que mediante el uso de estas ventanas de alta eficiencia, el resultado será un balance energético positivo, incluso en el período de invierno de Europa Central, siempre y cuando la orientación es adecuada y el sombreado no excesivo. Como requisito de confort, los coeficientes de transmisión U, de las ventanas serán inferiores a 0,8 W / (m² K) de acuerdo con la nueva norma europea (EN 10077). Una de las consecuencias de pérdidas de calor muy bajos es que la temperatura de la superficie interior de ventana, incluso en frías noches de invierno europeo, excederá de 17 °C. Eso implica un confort térmico excelente incluso cerca de la ventana: No habrá ni problemas con la "radiación fría" de la ventana. El nivel de aislamiento del envolvente opaco antes propuesto(U-valor 0,15 W / (m² K) esté bien adaptado a la calidad de las ventanas adecuadas. También como forma de reducir la pérdida calor a través de acristalamiento es la utilización de algunos gases, como argón o el criptón, en la cámara de aire.

4.2.3 Proporción entre partes opacas y huecos

Dimensionado de las superficies acristaladas hay que pensar con mucha precaución, diseñando en el mismo momento con estrategias para periodo de frio y periodo de calor. Es muy importante proporcionar bien el acristalamiento en relación de sobrecalentamiento en verano y pérdidas de calor excesivas en invierno. El dimensionado debería de ser comprobado en los cálculos de balance energético desde los principios de diseño, y proporcionado respetando que las perdidas por transmisión no exceden las ganancias y que el balance energético no sale a la cuenta. Algunos estudios mostraron que en el clima continental, el incremento de superficie de las ventanas no necesariamente incrementa la demanda calorífica, si el diseño está bien pensado desde el principio respetando los requisitos de confort de invierno y verano. En las climas templados, cual característica es gran salto de temperatura durante todo el año, es recomendable no exceder con superficie de los huecos 50% de superficie de fachada Sur que capta la energía. En los climas fríos de países nórdicos las ganancias pasivas no afectan las perdidas, por menor disponibilidad de radiación solar, y por lo tanto, el área de ventanas debería de ser proporcionada según necesidad de luz diaria en los espacios. Con las ventanas de alta calidad y la protección solar efectiva las ganancias solares pasivas pueden bajar demanda calorífica auxiliar en invierno y sin causar sobrecalentamiento en verano.


38

Resumen de estrategia

Tabla 6. Estrategias invierno

ESTRATEGIAS INVIERNO CLIMA CONTINENTAL TEMPLADO

ObjetivoFactores

influyentesComo?

Aspectos de

urbanismo:

Aumento de grado de

aislamiento térmico en el parte

exterior de la masa térmica

- orientación de

edificio

Control de los puentes térmicos :

la regla de rotulador - la capa de

aislamiento continua en toda la

envolvente del edificio.

Aspectos

arquitectónicos:

Ventana - punto critico en

balance energético

- forma del

edificio

Ventanas de alta calidad - triple

vidrio

- Marco con coef. U≈ 1,2 W /

(m² K)

- Acristalamiento con coef. U≈

0,8 W / (m² K)

- control

adecuada de

asoleamiento

Dimensionado de los superficie

acristaladas - con estrategias de

periodo frio y caluroso en el

mismo tiempo

Todo el

envolvente de

edificio

- puentes

térmicos

No exceder con huecos 50% de

toda la fachada Fachada Sur

Variable

s

Ais

lam

ien

to

vari

ab

le

Tratamiento de

Partes Exteriores

Planteamiento de aislamiento

nocturno móvil y variable

Partes

acristaladas de

la fachada

Tratamiento de

Partes Opacas

Tratamiento de

Partes

Transparentes

Donde , Que y Porque?Acción

ESTRATEGIA : CONTROL DE PERDIDAS POR TRANSMISION

Red

ucir

las p

erd

idas p

or

tran

sm

isió

n

Todo el

envolvente de

edificio

Todo el

envolvente de

edificio

Proporción de los

partes opacas y

huecos

Mejo

rar

co

efi

cie

nte

s d

e t

ran

sm

isió

n "

U"

Con las ventanas de alta calidad y la protección

solar efectiva las ganancias solares pasivas

pueden bajar demanda calorífica auxiliar en

invierno y sin causar sobrecalentamiento en

verano.

- orientación y

tamaño de los

huecos

Perm

anente

s


39

4.3 ESTRATEGIA: Maximización de ganancias solares DISEÑO SOLAR PASIVO

Los sistemas solares de calefacción y refrigeración pueden ser activos o pasivos. Los sistemas activos son generalmente el conjunto de dispositivos que tienen función única y no forman la parte de construcción, mientras los sistemas pasivos están integrados en el edificio. Un resumen de los sistemas pasivos con respecto a los activos:

forman parte de la construcción propia son económicos, por su bajo coste adicional gran durabilidad, análoga a la del propio edificio funcionamiento sencillo mínimo mantenimiento y no requieren la energía auxiliar para su funcionamiento

La gran dificultad que tienen los sistemas pasivos respecto a los activos es la manera de medir su aportación a la carga térmica, que no se puede cuantificar de forma instantánea y directa, sino de modo indirecto comparando los consumos de edificios de referencia convencional con los edificios de concepto bioclimático.

4.3.1 Los sistemas básicos de calefacción solar pasivo

Se asume que 2/3 del consumo energético en edificios en Europa se debe a calefacción. Según la situación presente, Serbia tiene casi el menor nivel de eficiencia energética en toda la Europa. Los edificios en Serbia gastan 60% de la energía total consumida, y el porcentaje en Europa del rango de 40 %.La energía solar, mediante los sistemas pasivos, podría contribuir con un gran porcentaje de ahorro de energía en calefacción, especialmente en los países con climas fríos y continentales. De los sistemas pasivos existen 4 configuraciones diferentes: a) Sistemas captadores directos b) Sistemas captadores semi directos c) Sistemas captadores indirectos d) Sistemas captadores independientes En el estudio se considerarán solo sistemas con posibilidad de aplicar en la edificación en la ciudad, que en este caso serían sistemas a, b y c.

4.3.1.2 Captación directa

El más simple de los enfoques es un diseño es ganancia directa. La radiación solar es admitida en el espacio y casi toda ella se convierte en energía térmica. Las paredes y el suelo se utilizan para captación de energía solar y almacenamiento térmico mediante la interceptación de radiación directamente, y / o mediante la absorción de la energía reflejada o irradiada. Por la noche, cuando la temperatura exterior baja y el espacio interior se enfría, el flujo de calor en las masas de almacenamiento se invierte y el calor se direcciona hacia el espacio interior con el fin de alcanzar el equilibrio. Esta re-radiación de calor recogida durante el día puede mantener una temperatura agradable durante las noches fríos y se puede extender en varios días nublados sin "recargar". La ganancia directa es un concepto simple y se puede emplear una gran variedad de materiales y combinaciones de ideas que dependerá en gran medida sobre el sitio y la


40

topografía, la ubicación y la orientación y forma de edificio; (profundidad, longitud y volumen), y de uso y distribución del espacio. La orientación del edificio al sur debe ser libre de obstáculos de gran tamaño (por ejemplo, los edificios altos, árboles altos) que pueden bloquear la radiación solar. A pesar de que la exposición al sur es cierto óptima para maximizar la contribución de ganancias solares, no es siempre posible. Siempre que el edificio se posiciona dentro de ángulo 60º a sur, las ventanas orientadas al sur recibirán cerca de 90 por ciento de radiación solar. Como en los colectores solares, el vidrio como la barrera térmica respecto a exterior, produce el efecto invernadero. Para mejorar el balance térmico del conjunto es fundamental reducir las pérdidas de calor, especialmente a través de ventana, en cual se producen mayores pérdidas por conducción, convección, radiación de onda larga y por infiltraciones. Los sistemas directos tienen unos rendimientos a la captación (r) variables entre 0,4 y 0,7, según el tipo de vidrio, las carpinterías y el grado de limpieza. El factor de retardo (f) es prácticamente nulo. Los valores típicos son: r = 0,55 y f = 0.

Las ganancias solares directas a través de acristalamiento dependen de:

Clima, meteorología Orientación , obstrucciones Característica de los materiales de acristalamiento - Transmitancia media de vidrio

(g) - normalmente es 0.6 Superficie de ventanas (m2),posición y forma de hueco Posición, forma y dimensionado de los dispositivos de sombreado

4.3.1.3 Captacion indirecta

Sistemas indirectos son aquellos en los que la captación se hace mediante un elemento acumulador que almacena energía, para ceder posteriormente el calor al ambiente interior. Los sistemas indirectos tienen, en general, rendimientos (r) entre 0,15 y 0,28, mientras que los factores de retardo (f) más habituales están situados entre 0,7 y 1,1. Podemos clasificarlos en sistemas indirectos por fachadas, por cubierta o por suelo, según la situación del elemento de acumulación de calor. Se clasifican por su captación, por suelo, por fachada, por cubierta.

4.3.1.3.1 Muro acumulador térmico/ Muro invernadero

El muro acumulador térmico es un sistema indirecto en el cual la captación solar se realiza a través de un muro de fachada, de hormigón o ladrillo, pintado en negro con cara externa y cubierto por un vidrio dejando una cámara del aire de unos 12 cm. Interactúa con vidrio en la parte exterior calentando el aire y enviándolo hacia el interior de la vivienda por

Figura 26. Principios de captación directa


41

conducción, y por otra, hacia el exterior, dependiendo de la diferencia de temperatura, y en este caso convirtiéndose en perdidas. a b

4.3.1.3.2 Muro Trombe

En su forma básica, el dispositivo consiste en un muro con un espesor de 15 a 40cm, construido con un material de elevada masa térmica (tierra, ladrillo o concreto, por ejemplo), en cuya parte exterior se instala una superficie acristalada que se separa de 5 a 15cm del muro para generar una cámara de aire cerrada herméticamente. Generalmente la superficie acristalada es de vidrio de elevada transmisividad, para facilitar el paso de la radiación solar. Por otro lado, la superficie externa del muro (hacia la cámara de aire) se suele cubrir con un acabado absorbente solar selectivo, es decir, de elevada absortividad y baja emisividad, por ejemplo pintura color negro mate, o mejor aún, chapa metálica también con terminado en negro adherida uniformemente al muro. Esto último tiene el objetivo de intensificar al máximo la absorción superficial de energía calórica.

En términos generales, el funcionamiento del muro Trombe con esta configuración básica es relativamente simple. Los rayos solares, principalmente sus componentes de onda corta, atraviesan la superficie vidriada e inciden directamente sobre la superficie exterior del muro. La superficie del muro absorbe la radiación y eleva significativamente su temperatura (mientras más alta sea la absortividad y más baja la emisividad de la superficie mayor será el efecto de absorción y calentamiento). Al mismo tiempo, el vidrio provoca un efecto de invernadero al impedir la salida de la radiación de onda larga generada por los procesos de calentamiento, propiciando que el aire dentro de la cámara también eleve su temperatura de manera significativa. Gracias a sus movimientos convectivos, el aire caliente contribuye a elevar aun más la temperatura del muro. Debido a estos procesos el muro se calienta gradualmente y genera un efecto de almacenamiento de calor mientras éste es conducido al interior. Así, los máximos aportes de calor al interior del edificio, que pueden ser bastante significativos, suelen darse durante la tarde y las primeras horas de la noche (el tiempo de retraso térmico dependerá en buena medida del grosor del muro).

Para lograr su máxima eficiencia los muros Trombe deben orientarse hacia el ecuador (hacia el sur en el hemisferio norte y hacia el norte en el hemisferio sur), de tal manera que tengan la máxima exposición solar durante el invierno y la mínima en verano. En ocasiones es necesario prever un voladizo en la parte superior para evitar la incidencia de la radiación solar sobre el muro durante el verano, cuando el calentamiento no es necesario. Dado que durante el invierno los ángulos solares son mucho más bajos, el voladizo, si se dimensiona correctamente, no impide la exposición solar en ese periodo.

El uso de sistemas de acristalamiento de doble vidrio (y hasta triple) para reducir las pérdidas de calor hacia el exterior.

Figura 27. Funcionamiento de Muro Trombe(a) y Muro acumulador(b) térmico


42

La implementación de sistemas aislantes para cubrir la superficie vidriada durante la noche, también para reducir las pérdidas de calor, y/o durante el verano para evitar las ganancias de calor hacia el interior.

La generación de aberturas practicables hacia el exterior en la cámara acristalada, con el objeto de permitir su ventilación durante el verano y reducir las ganancias de calor.

4.3.1.4 Sistemas semi - directos

Invernadero adosado

Son sistemas donde, entre el ambiente interior y el exterior, se interpone un espacio que capta la energía solar. Consisten en recintos acristalados cerrados construidos en la cara sur (para el hemisferio norte y norte para el hemisferio sur) del edificio. Dependiendo del clima y del uso a que se le destine, puede haber un muro de separación con la parte habitada del edificio y otro tipo de almacenamiento. Sirve para estabilizar la temperatura tanto en el invernadero como en la vivienda. Los valores típicos a considerar son: r = 0,18 y f = 0,4. En algunos casos el invernadero se utiliza para dar un precalentamiento al aire que penetra en el interior del edificio. La temperatura en su interior puede sufrir grandes variaciones entre el día y la noche, por eso no es muy útil como vivienda, si no se utiliza un control adecuado que puede consistir en unas simples persianas para el período nocturno o la utilización de un calentamiento auxiliar. Los invernaderos pueden adoptar una amplia gama de formas geométricas, con las cuatro paredes acristaladas (incluyendo el techo), o bien las laterales opacas. Con el fin de aprovechar la energía calorífica acumulada en el invernadero o galería, se pueden instalar ventiladores que impulsen el aire hasta el interior de la vivienda. Las ventajas del uso de los invernaderos y galerías acristaladas, reside en que el clima de las viviendas mejora sensiblemente situando un recinto compensador entre el espacio habitado y el exterior. Puede ocupar la totalidad o solo parte de la fachada sur del edificio, tanto en altura como anchura, con lo que reduce la parte de la obra y las pérdidas por ventilación.

Entre los inconvenientes se pueden ver los problemas de sobrecalentamiento que se pueden presentar en verano, las grandes oscilaciones que experimenta su temperatura interior y el costo de su construcción que suele ser superior a las ganancias energéticas que proporciona, si no se compensan con otras utilidades, tales como estancias en ciertos períodos del año.

Figura 28. Comportamiento térmico de invernadero adosado en invierno,

periodo neutral y verano.


43

4.4 Resumen: Aspectos básicos de la calefacción solar pasiva

Los principios básicos que se tienen que tener en cuenta para reducir la energía requerida

en un proyecto de arquitectura con aprovechamiento pasivo:

Orientación

Soleamiento/Obstáculos

Arboles

Forma de edificio / Distribución de los espacios interiores / Comunicación

Aislamiento térmico

Capacidad térmica/Masa térmica de envolvente

Acristalamiento / tamaño y distribución de los huecos

Protección solar

Color

Ganancia directa / Indirecta

Orientación

El aspecto fundamental al principio de diseño. La orientación de la fachada Sur captadora debería de ser con una desviación acimutal de ±20º.MAs desfavorables son las fachadas de Oeste y Este desde punto de vista térmico y por lo tanto se debería intentar a disminuir la superficie expuesta y el tamaño de los huecos.

Soleamiento

Lo primero que debemos conocer, es la posición del sol a lo largo del año, para poder prever estrategias para aprovechar la fracción infrarroja de la radiación solar incidente (la que aporta energía calorífica), y captarla, guardarla y usarla en beneficio de nuestro espacio. Cada edifico con el objetivo de aprovechar la radiación solar debe asegurar un soleamiento sin obstáculos en invierno en la fachada Sur, y por lo tanto hay que evitar obstáculos exteriores, como arboles, otros edificios, topografía, etc.

Figura 29. Responder a orientación

Figura 30. Trayectoria solar


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Arboles

Si se tiene la posibilidad de colocar arboles alrededor de edificio, conviene situar al lado de fachada sur los arboles de hoja caduca, de manera que no sean obstáculos para soleamiento en invierno y sin embargo estar como protección solar en verano. En el lado norte se sitúan normalmente de hoja perenne de modo que protegen de los vientos desfavorables y en el lado oeste/este como protección solar.

Forma del edificio/distribución interior

La forma de edificio conviene que sea más compacta, especialmente en los climas con condiciones extremos. En general, los edificios orientados a lo largo de un eje este-oeste son más eficientes para la calefacción en invierno y verano, tanto de refrigeración . Esta orientación permite acristalamiento máximo (ventanas) al sur para captación solar, y también es ventajosa para el verano para condiciones de refrigeración, ya que minimiza la exposición de este a oeste por la mañana y la luz del sol de verano por la tarde. Esto no significa que todos los edificios deben ser orientadas en forma rígida. Diferentes formas de construcción y orientaciones pueden ser diseñados para llevar a cabo de manera eficiente mediante la combinación de cristales efectiva, la exposición solar, y el sombreado en la forma del edificio. Esta eficiencia puede ser mejorada por las variaciones con la colocación de los espacios interiores y por el uso de opciones como claraboyas y lucernarios. Dependiendo del sitio, la topografía, y la forma del espacio disponible, las orientaciones que no sea este y el oeste puede ser conveniente. Sin embargo, para la mayoría de los climas, un eje Este-Oeste es el más eficiente para la calefacción y la refrigeración. En cuanto a su distribución, los espacios de servicio de deben situar al norte , y espacios habitables que son los más ocupados y tienen la mayor exigencia de la calefacción y la iluminación debe ser desplegado a lo largo de la cara sur del edificio. Habitaciones que son menos utilizados (armarios, áreas de almacenamiento, garajes) deben ser colocados a lo largo de la pared norte, donde pueden actuar como un amortiguador entre el espacio de alto nivel de uso y el lado frio del norte. Conviene colocar la entrada al norte, con un vestíbulo estanco, contraviento. En cualquier manera, se debe procurar establecer una forma de comunicación entre zonas de vida y zonas frías, entre sus distintos niveles, por ejemplo a través de un hueco en las escaleras si se trata de una vivienda dúplex, de tal manera de que se reduce el gradiente entre las zonas distintas y se mejoran las temperaturas internas. Uno de los aspectos básicos que se tiene que tener en cuenta en la distribución interna es la ventilación cruzada, cual es imprescindible para el confort.

Figura 31. Los arboles de hoja perenne y hoja caduca


45

Aislamiento térmico

Es fundamental conseguir un buen grado de aislamiento térmico de la envolvente del edificio para reducir la carga térmica. Es imprescindible evitar los puentes térmicos y que aislamiento cubre todo el edificio sin interrupciones. El aislamiento térmico se sitúa en la parte externa de la fachada para que su masa térmica esté en interior y que permite acumulación de calor en el interior. En los climas fríos las casas súper aisladas dan buen resultado.

Capacidad térmica / Masa térmica

Para bienestar térmico, es indispensable conseguir la estabilización de las temperaturas internas dentro del confort, o sea, en invierno entre 18-21ºC, y en el verano entre 24-26 ºC. Para hacerlo posible, se debe pensar en capacidad térmica de los elementos interiores y exteriores. La masa térmica localizada en interior en las zonas asoleadas conviene ser de color oscuro y de una distribución uniforme. Su densidad no debe ser menos de 200kg/m2. Para favorecer el funcionamiento se deben situar las masas térmicas en las zonas del edificio donde el intercambio energético sea más grande, que normalmente está cercano a las superficies vidriadas.

Figura 33. Temperatura de interior en un día caluroso en edificios de alta y baja inercia térmica, puede ser útil como en climas cálidos tanto en climas fríos

Figura 32. Distribución interior de los espacios


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Acristalamiento

La orientación de acristalamiento en la fachada debe tener principalmente la superficie más expuesta en Sur, y conviene evitar colocación de los huecos en las fachadas Este y Oeste. La fachada norte será el mínimo exigido por razones de iluminación y ventilación natural. En climas fríos convienen las ventanas con triple vidrio y igualmente la presencia de aislamiento nocturno en modo de aislamiento móvil, cómo contraventanas, persianas,...que reducen las perdidas nocturnas. En dicha clima, es muy importante pensar bien el acristalamiento en relación de sobrecalentamiento en verano y perdidas de calor excesivas en invierno.

Protección solar

Para evitar sobrecalentamiento en verano, hay que utilizar la protección solar en huecos y de tipo variable, para proporcionarlo para ser adaptable lo más posible.

Color

El color del edificio en verano tiene mucha influencia, especialmente la cubierta como el elemento más sensible al impacto solar. En el interior de edificio, conviene tener las paredes y techos de colores claros, por reflexiones y absorción, pero los pavimentos pueden ser de colores más oscuros.

Figura 34. Diferentes tipos de dispositivos de sombreado


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Tabla 7. Resumen de estrategia de Maximización de ganancias solares

En general en climas fríos y continentales, se puede ahorrar entre 30−70% del consumo total aplicando las estrategias de calefacción solar pasiva. El sistema de calefacción auxiliar complementario a solar pasivo, debe ser de poca inercia y estar regulado por sistema de control con termostato. Conclusión: Control de pérdidas y sistemas solares pasivos de calefacción son dos estrategias de diseño diferente e interdependiente: a través de ventanas se recibe radiación solar, que son las componentes de la piel con mayores pérdidas por transmisión. Con aumento de las superficies de ventanas, es decir, aumento de las ganancias solares resulta en mayores pérdidas de calor, y también puede causar el exceso de calor en verano. Por lo tanto, el objetivo principal de diseño seria: Diseñar teniendo en cuenta ambos estrategias, sus características e interdependencia, sin maximización de los efectos individuales sino pensar en su funcionamiento complementario que resultará con mejores resultados.

ESTRATEGIAS INVIERNO CLIMA CONTINENTAL TEMPLADO

ObjetivoFactores

influyentesComo?

- Vegetación,

obstruccionesVentanas - Huecos

- orientación y

forma de edificio,

distribución interior

- manifestación mas sencilla;

- equilibrio entre las demandas

opuestas de calefacción y

refrigeración pasiva

Muro Trombe , Muro Invernadero

- Posición, forma y

dimensionado de los

dispositivos de

sombreado

- Características de

acristalamiento y

coeficiente de

transmisión

Invernadero Adosado

- Asoelamiento

- Capacidad termica

- Color de la piel

- entre el ambiente interior y el

exterior, se interpone un espacio

que capta la energía solar

Fachada Sur

- la captación se hace mediante

un elemento acumulador que

almacena energía, para ceder

posteriormente el calor al

ambiente interior

Captación

directa

Fachada

Sur, cubierta

Captación

indirectaFachada Sur

ESTRATEGIA : MAXIMIZACION DE GANANCIAS SOLARES

Acción Donde , Que y Porque?

- orientación, forma

y tamaño de los

huecos

Sis

tem

as b

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tació

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an

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s s

ola

res

Captación

Semi-

directa


48

4.5 ESTRATEGÍAS VERANO

El confort térmico en verano significa algo más que mantener la temperatura del aire en interiores por debajo de 26 °C. Las altas temperaturas o humedad alta (o ambos) puede llevar a disconfort excesivo. Hay tres principales fuentes de calor en verano no deseados: los ganancias directas solares en un edificio, por las ventanas y claraboyas; la transmisión de calor y la infiltración de las altas temperaturas del exterior, a través de los materiales y elementos de la estructura, y los aportes interiores producidos por los aparatos, equipos, y los habitantes. De los tres, el primero es potencialmente el mayor problema, pero generalmente es el más fácil de controlar. El sobrecalentamiento es un fenómeno que se produce al transformarse, en un espacio cerrado, la energía solar incidente, en energía térmica. Este fenómeno provoca que en los edificios expuestos a la radiación solar se alcancen en su interior temperaturas bastante más elevadas que la ya de por sí elevada temperatura exterior. Así pues, las estrategias bioclimáticas en condiciones de verano en climas continental templados se pueden agrupar en:

Actuaciones directas de control de ganancias de radiación solar Actuaciones indirectas de refrigeración pasivo

Figura 35. Esquema de estrategias para verano desde ecuación de balance


49

4.5.1 ESTRATEGIA: control de las ganancias de radiación

solar Lo primero que deberíamos es minimizar la radiación solar sobre el edificio utilizando medidas preventivas y diseñar todos los elementos constructivos - cubierta, cerramiento, vidrios, color de las fachadas, etc. y pensando en sus implicaciones energéticas. Es más fácil impedir el sobrecalentamiento que intentar eliminarlo una vez dentro de edificio.

Muchos de los principios y técnicas de calefacción solar pasiva son adaptables a un enfriamiento pasivo. El aislamiento que impide la pérdida de calor en el invierno también servirá para retrasar la ganancia de calor durante el verano. Persianas móviles aislantes para la contención de calor por la noche de invierno también se pueden utilizar para reducir las ganancias de calor del verano durante el día. Dentro de la casa, la masa térmica, tales como muros y pisos de mampostería, actúan como "esponjas de calor", absorbiendo el calor y la desaceleración de aumento de temperatura interna en los días calurosos, y pueden ser refrigerados por ventilación durante la noche (al principio y al final de

la temporada de verano). La masa térmica, convenientemente situada cerca de una ventana, o cerca de ventilación, puede estar expuesta al aire frío de la noche para liberar el calor absorbida durante el día. Para conseguir una refrigeración óptima del verano, los alrededores de un edificio deben estar diseñados para reducir al mínimo la incidencia solar en las superficies externas, y para evitar el calor que rodea la zona con re-radiación y la reflexión. Mitigación del sol del verano y de los efectos indeseables de ganancias directas se logra mediante el uso de la vegetación, es decir, con planteamiento de los árboles de hoja caduca que interrumpen la trayectoria de la sol del verano, y cubiertas de tierra que impiden la reflexión del terreno. Estos sistemas de sombreado funcionan bien en verano con los sistemas pasivos de calefacción, como Muro Trombe o invernadero adosado.

4.5.1.1 Orientación y tamaño de los huecos acristalados

Los huecos acristalados son los elementos más delicados del edificio en este sentido. Por ellos penetra una gran cantidad de energía, por tener un coeficiente de transmisión térmica mucho mayor que el del cerramiento y por que a través de ellos incide la radiación solar sin apenas obstáculos. La orientación de los huecos es fundamental para controlar la radiación incidente. La dificultad radica en que no se puede diseñar independientemente para invierno y verano, por lo que, dándole un enfoque global al problema, hay que encontrar una orientación y tamaño óptimas para invierno y verano. Así pues, la elección de la orientación de los huecos sería lo primero que habría que plantearse e, inmediatamente, la clase de vidrio a utilizar y las protecciones solares. Acristalamiento debe reducirse al mínimo en la cubierta y el este y el oeste, donde la luz del sol de verano es más intenso, porque la incidencia solar en verano es 3 veces mayor en el plano horizontal, que en las superficies verticales.

Figura 36. Reducción de temperatura de balance de refrigeración


50

4.5.1.2 Color de los acabados

El color de los acabados exteriores tiene mucha importancia en los climas donde la temperatura en verano es muy alta y hay riesgo de sobrecalentamiento de los superficies exteriores. El coeficiente de absorción varía dependiendo de tonalidad de color. Es recomendable utilizar los colores claros para acabados exteriores.

Tabla 8. Coeficiente de absorción de varios colores (%)

4.5.1.3 Protección solar

Teniendo en cuenta que la radiación solar en verano en el plano horizontal es 3 veces mayor que en el plano vertical, la protección solar y aislamiento son más necesarios en las cubiertas que en otras superficies de edificio. Respecto a la incidencia solar en las fachadas orientadas a este y oeste, la protección solar es, sin embargo, más eficaz en forma vertical, dado que el sol está debajo en el horizonte durante el amanecer y atardecer. La vegetación es quizás el modo más eficaz para protección solar de fachadas

Este y Oeste, pero se tiene que ser cuidado con su colocación por si a caso si bloquean las brisas por la noche y sea obstrucción para ventilación natural. Las protecciones solares del hueco acristalado es el otro aspecto fundamental en lo que a medidas preventivas sobre el sobrecalentamiento se refiere. El problema es diseñar una protección solar que reduzca la radiación incidente sobre el hueco en verano, pero que permita la captación energética en invierno. Según los mecanismos que se utilicen para detener la radiación solar directa que llega a los espacios interiores habitables, los podemos clasificar en umbráculos y en elementos protectores de la piel de los edificios. Protectores de la piel se pueden clasificar en fijos o móviles. 4.5.1.3.1 Umbráculos

Son sistemas que consisten de espacios sombreados interpuestos entre ambiente exterior y ambiente interior y funcionan como espacios intermedios. Las estructuras se crean con construcción ligera metálica o de madera, y a parte que crean sombra permiten la ventilación. Las pérgolas pueden incluir gran variedad de diseño y formas. El control de la radiación se hace con la geometría de la estructura, que se diseña teniendo en cuenta las trayectorias solares. Utilización de vegetación en las pérgolas puede proporcionar la sombra

Figura 37. Protección solar con diseño de protectores fijos


51

según ciclos vegetales. La vegetación de hoja caduca permite pasar el sol de invierno y en cambio protege en verano del exceso de radiación. Otra forma a crear umbráculos es colocando paralelamente a la fachada las lamas, brise-soleils o celosías se crea espacio de sombra alrededor de edificio. Todos estos sistemas, que con sus estructura, posición y forma crean volúmenes adosados a edificio, y forman parte de arquitectura misma.

4.5.1.3.2 Protección solar fijo

Tienen la ventaja de que necesitan poco mantenimiento y, como no necesitan ser manipuladas, no existe la posibilidad de ser mal utilizadas. Por otro lado, exigen un diseño y un dimensionado riguroso para que arrojen sombra únicamente en verano. Los tipos de protección solar fijo son: - Voladizos, aleros, porches - Parasoles, lamas, celosías horizontales o verticales Forman parte de los recursos de la arquitectura popular para arrojar sombras frente al intenso sol del mediodía. Son elementos construidos fijos, muchas veces son extensiones de las cubiertas que se prologan, o son elementos a parte de los tejados y están situados en las partes altas de las fachadas. Normalmente son opacos y su dimensión depende del sol de que se quiere proteger.Los aleros y voladizos horizontales tienen más efecto en las fachadas norte y sur, sino en este o oeste, donde se utiliza mas la protección vertical, por el recorrido del sol. Una proyección horizontal o un alero encima de una ventana al sur es una solución económica y eficaz. La proyección del voladizo será adecuada si ventana tiene el 100% de sombra al mediodía del 21 de junio(Figura 39.). Si sobresale la mitad de altura total de ventana, de esa manera protegeré el hueco acristalado desde principios de mayo hasta mitad de mes agosto, y sin embargo permitir la entrada de sol en invierno.

Figura 38. Pérgola

Figura 39. Alero y su proyección


52

4.5.1.3.3 Protecciones solares móviles

Protección solar móvil se divide en : - Exteriores: persianas, contraventanas (con lamas fijas o móviles). - Interiores: Persianas venecianas, cortinas, etc. Los sistemas variables o móviles, como toldos, persianas basculantes, sistemas con lamas, etc., permiten una mayor flexibilidad y se adaptan mejor a los asimetrías estacionales. Estas protecciones tienen como principal virtud la versatilidad, es decir, se pueden cerrar cuando necesitemos protegernos y abrir cuando necesitemos captar radiación solar. La colocación más efectiva de todos tipos de protección de un hueco es exterior. En las protecciones horizontales conviene que se permitiera la ventilación de la fachada de tal manera que el aire caliente ascendente puede salir libremente y no provocar el sobrecalentamiento de fachada. Las persianas son elementos muy extendidos en la

práctica de la arquitectura, en diferentes climas y culturas. Se puede encontrar una amplia variación de los tipos y diseños de las persianas. Normalmente son practicables y permiten orientación de sus elementos.

Figura 41. Persianas verticales y contraventanas

Figura 40. Dispositivos ajustables exteriores


53

4.5.1.3.4 Vegetación

Elección de tipo de vegetación para el entorno de edificio es muy importante, no solo por razones estéticas, sino por también ser la barrera directa al asoleamiento, influyen en confort térmico y hacen barreras a los vientos. El crecimiento de arbolado, de tipo de hoja y caducidad son elementos que hay que tener en cuenta en plantación. Buena elección del tipo de arboles puede cambiar y afectar mucho las condiciones micro climáticas y tener buenos resultados. En climas templados, con inviernos fríos y veranos calurosos, es recomendable elegir los arboles de hoja caduca, que permiten la radiación solar cuando es frio y proporcionan la sombra cuando es caluroso. La forma de la copa del arbole, sus características de hojas y su tamaño deben ser considerados en la elección de la vegetación de sombra. La colocación de los arboles en los lados este y oeste es conveniente porque el sol pasa muy bajo por la mañana y al atardecer. Cuando el sol está en una posición baja, los rayos producen la sombra muy alargada que con forma eficaz protegen los lados de edificio. El sol de medio día produce la sombra corta, muy cerca de los árboles y conviene proporcionar las diferentes opciones de protección solar.

Figura 42. Plantación o sucesión de los arboles en el entorno.

Figura 43. Arboles de hoja caduca y perenne


54


CLIMA CONTINENTAL TEMPLADO

ObjetivoFactores

influyentesAcción Como?

Reducir las

ganancias

solares

-sistema

directo Aspectos de

urbanismo:

Umbraculos

espacios de sombreado

interpuestos entre

ambiente exterior y

ambiente interior y

funcionan como espacios

intermedios

Todo el envolvente

- Interiores: Persianas

venecianas, cortinas,

estores.

- orientación de

las calles

- Exteriores: persianas,

contraventanas (con lamas

fijas o móviles).

- Evitar

exceso de Sol

en el interior

- vientos

dominantes

- Parasoles horizontales

sobre el dintel y mixtos en

caja - control

adecuada de

asoleamiento

- Lamas fijas, de desarrollo

horizontal o vertical.

- obstáculos,

arboles

- Voladizos y aleros en la

fachada

- Reducir las

infiltraciones - Protección solar vertical

Fachadas Este y

Oeste

- árboles de hoja caduca

alrededor, que interrumpen

la trayectoria del sol de

verano

Fachada Sur,

Este y Oeste

- árboles de hoja perenne,

que protegen edificio de

vientos fríos en invierno

Fachada Norte

- Evitar el

sobrecalenta

miento

Aspectos

arquitectónicos:

Orientación de los

huecos al Sur

≤ 50% de superficie total

de fachada Fachada Sur

- forma del

edificio

- distribución de

los espacios

interiores

Disminuir el

tamaño de los

huecos en

fachadas Este y

Oeste y cubierta

- Tener en cuenta que la

incidencia solar es mayor

3 veces en el plano

horizontal que en el plano

vertical

Cubierta,

Fachada Este y

Oeste

- Bajar la

temperatura

interior

- orientación y

tamaño de los

huecos

Vegetación

Pro

tec

ció

n s

ola

r

ESTRATEGIAS VERANO

Donde , Que y Porque?

ESTRATEGIA : CONTROL DE GANANCIAS

La

re

du

cc

ión

de

su

pe

rfic

ies

de

hu

ec

os

Utilización de los

colores

apropiados para

cada superficie

Colores de tonos clarosTodas Fachadas,

Cubierta

Co

lor

de

ac

ab

ad

os

Protección fija:

Protección móvil:

Cubierta,

fachada Sur

Tabla 9. Resumen de estrategia de control de ganancias


55

4.5.2 ESTRATEGIA : refrigeración pasiva

Mediante el empleo de técnicas de enfriamiento pasivo en los edificios modernos, se puede eliminar la refrigeración mecánica o al menos reducir el tamaño y costo de los equipos. Refrigeración pasiva se basa en la interacción del edificio y sus alrededores. Antes de adoptar una estrategia de enfriamiento pasivo, es imprescindible hacer análisis de clima y microclima del sitio. Las sistemas de refrigeración pasiva elegidos a incluir en estrategia son seleccionados según clima, es decir, se han elegido las sistemas de ventilación natural que pueden tener aplicación en arquitectura regional.

4.5.2.1 Sistemas de ventilación natural

La ventilación natural con sus tres funciones básicas sigue siendo uno de los aspectos más importantes en el diseño:

mantener la calidad de aire, reemplazando el aire viciado por aire más limpio evitar el exceso de calor soportado por el cuerpo, refrigerándolo, por efecto de la

velocidad del aire refrigeración del edificio mediante ventilación nocturna

Ventilación en la que la renovación de aire se produce exclusivamente por la acción del viento o por la existencia de un gradiente de temperaturas entre el punto de entrada y el de salida. Prácticamente todos los edificios intercambian aire con el exterior, aun cuando sus aberturas se encuentren cerradas. Esto es porque sus componentes constructivos tienen numerosos poros y fisuras, en ocasiones microscópicos, que permiten que el aire pase a través de ellos y de lugar a lo que se conoce como infiltración, es decir, ventilación no controlada (y en ocasiones no deseada). Sin embargo conseguir una ventilación eficiente, además de un adecuado conocimiento de las condiciones climáticas del sitio, exige un estudio cuidadoso de la orientación, tamaño y ubicación de las aberturas. En otras palabras generar una abertura, incluso de gran tamaño, no garantiza que se tendrá una ventilación eficiente. Los sistemas de ventilación se caracterizan por el caudal de aire que hacen entrar o salir de un edificio, que renueva el aire interior y puede refrigerar a los ocupantes con el movimiento de aire que genera. Los sistemas de ventilación natural, o mejor dicho que generan el movimiento del aire, que se pueden aplicar en clima continental templado son :

ventilación cruzada efecto chimenea aspiradores estáticos torres de viento

Los sistemas de tratamiento de aire normalmente no se utilizan en estos regiones.


56

4.5.2.1.1 Ventilación cruzada

Con la colocación de las aberturas en los lados opuestos de dos fachadas, se favorece el movimiento(el flujo) de aire de un espacio o de una sucesión de espacios, llamado ventilación cruzada. Lo más útil, en cualquier caso, orientar los en el sentido de un viento dominante de características favorables.

La presión positiva en la de barlovento y / o en el lado de sotavento de edificio hace que el movimiento del aire a través del cuarto (s) de barlovento a sotavento, siempre y cuando las ventanas a ambos lados de la sala están abiertas. El principio de la ventilación cruzada es, como todos los principios de ventilación natural, basada en la exigencia de garantizar un clima interior confortable y fresco. Esto se hace con un consumo mínimo de energía y de bajo coste.

El flujo interior del aire depende de las aberturas: del tamaño de las mismas en la cara que enfrenta el viento y en la cara opuesta, de la localización y del diseño de los diferentes elementos en las aberturas, capaces de conducir el viento en el interior de la edificación.

Es aconsejable para tipos de clima cálido - húmedo y para climas templadas a prever la ventilación cruzada, y diseñar los huecos considerando de manera cuidadoso la dirección de los vientos dominantes del sitio. Renovaciones de aire típicos para este sistema son 8-20 rh.

Figura 45.Movimiento de aire en la edificación.(a) y (b) el tamaño de abertura de entrada influye en la velocidad de aire en el interior. (c) y (d) el movimiento del aire es siempre por el camino que sea más fácil, donde existe una diferencia de presión.

Figura 44. La situación y distribución de aberturas determina el modelo de flujo de aire


57

4.5.2.1.2 Efecto chimenea

El aire caliente se eleva porque es más ligero que el aire frío. Cuando el aire caliente sube a la azotea de un edificio, un pequeño vacío se crea en el nivel inferior del edificio, que absorbe el aire ambiente fresco a través de ventanas abiertas a cerca de suelo - y por lo tanto se crea un flujo de aire natural. Debido a su naturaleza física, el efecto de chimenea requiere una diferencia de altura entre las ventanas que se utilizan para la entrada y salida de aire. Las ventanas en el techo se utilizan para dejar el aire "usado" fuera de interior, mientras que las ventanas en los niveles inferiores toman el aire fresco del ambiente en el edificio. Renovaciones de aire típicos para este sistema son 4-6 rh.

4.5.2.1.3 Aspiradores estáticos

Uno de los sistemas que generan el movimiento de aire son aspiradores estáticos, que se colocan en las cubiertas, en partes inferiores de salida de aire, que esfuerzan la extracción de aire del ambiente interior. Funcionan en el principio de efecto Venturi. Aseguran la estanqueidad del conducto de la chimenea, evitando así la penetración de agua de lluvia en ésta. El funcionamiento del aspirador estático permite aprovechar las mínimas corrientes de aire para favorecer la aspiración, sin la utilización de ninguna otra fuente de energía. Existe una gran variedad de tipos de aspiradores estáticos, tanto por lo que respecta a su tamaño, que permite adaptarlos a muchas cubiertas, como por lo que respecta a las formas en las que se fabrican. Generan las renovaciones de aire más de 10 volúmenes por hora.

Figura 46. Efecto chimenea

Figura 47. Aspiradores estáticos


58

4.5.2.1.4 Torres de viento

El principio de este sistema es recoger el viento más intenso, mediante un torre que se coloca en la altura suficiente del edificio y introducirlo en espacio interior. El aire se conduce hacia interior mediante conductos. En zonas donde la dirección del viento es constante, la abertura es única y está orientada hacia estadirección, mientras que en otros lugares donde existen diferentes direcciones predominantes se combinan diversas entradas de aire en la parte superior de la torre. Este sistema es muy útil para climas cálidos. t

4.5.2.2 Alta masa térmica

Depende de la capacidad de los materiales en el edificio para absorber el calor durante el día. Cada noche la masa libera calor, dejándolo listo para absorber el calor de nuevo al día siguiente. Para ser eficaz, la masa térmica debe ser expuesta a los espacios de vida. La vivienda que se considera que tienen masa térmica media, es cuando la zona expuesta de masa es igual a la superficie del suelo. Grandes chimeneas de mampostería y paredes interiores de ladrillo son dos formas de incorporar la masa mayor. Los materiales ideales para constituir una buena masa térmica son aquellos que tienen:

alto calor específico alta densidad baja (aunque no sea excesivamente baja) conductividad térmica

Ejemplos de estos materiales son el adobe, tierra, hormigón, agua y piedra.

Figura 48. Torres de viento

Figura 49. Retardo térmico


59

4.5.2.3 Masa térmica con ventilación nocturna

El término de enfriamiento convectivo nocturno implica que el edificio es ventilado solo durante las horas de la noche y permanece cerrado durante el día. De esta forma la masa estructural del interior del edificio (paredes divisorias) es enfriada por convección durante la noche y es capaz de absorber el calor que penetra en el edificio durante el día y por tanto se produce sólo una pequeña elevación de la temperatura interior. El edificio puede mantener las temperaturas interiores más bajas que la exterior cuando tiene suficiente masa térmica en su interior y resistencia térmica en su envoltura y si es protegido de la penetración de la radiación solar. Así la amplitud diaria de temperatura interior es muy pequeña en comparación con la del exterior. El potencial climático para bajar la temperatura interior con esta estrategia está en las zonas climáticas con gran amplitud de temperatura, 15-20°C, donde la temperatura máxima está por arriba de los 30°C y donde la temperatura mínima nocturna está por debajo de los 20°C. La inercia térmica beneficia en aquellos climas que no presentan humedad elevada, de manera que se logra un adecuado amortiguamiento y retraso en tiempo de las temperaturas máximas y mínimas en los espacios interiores.

Figura 50. Funcionamiento de masa térmica en el día

Figura 51. Funcionamiento de masa térmica en la noche

http://www.cepis.ops-oms.org/arquitectura/clase34/clase34.htm#Amplituddiariadetemperatura


60


CLIMA CONTINENTAL TEMPLADO

ObjetivoFactores

influyentesAcción Como?

Enfriamiento

pasivo -

sistema

indirecto

Aspectos de

urbanismo:

- prevención

de

sobrecalenta

miento

- orientación de

las calles

- vientos

dominantes

- obstrucciones

Ventilación cruzada

Favorece el movimiento(el

flujo) de aire de un espacio

o de una sucesión de

espacios

colocación de las

aberturas en los

lados opuestos

de dos fachadas

- Ventilar

edificio sin

sistemas

mecánicos y

sin energía

artificial

Efecto chimenea

Las ventanas en el techo

dejan el aire "usado" , las

ventanas en los niveles

inferiores toman el aire

fresco en el edificio.

La entrada de

aire cerca de

nivel de suelo y

de la salida en la

cubierta

- Favorecer

las

renovaciones

de aire

Aspiradores

estáticos

Esfuerzan la extracción de

aire del ambiente interiorcolocación en los

partes inferiores

de salida de aire

- Bajar la

temperatura

interior

Aspectos

arquitectónicos:Torres de viento

Recogen el viento más

intenso y favorecen la

introducción del aire fresco

en interior

torre se coloca

en la altura

suficiente del

edificio

- lenta

transferencia

de calor en un

edificio

- forma del

edificio,

- orientación y

tamaño de los

Cubierta verde

- la capacidad

térmica de los

materiales en el

edificio

Cada noche la masa libera

calor, dejándolo listo para

absorber el calor de nuevo

- Disipación

de calor

excesivo

desde interior

mediante

Se logra un adecuado

amortiguamiento de

temperaturas máximas y

mínimas en el interior

El edificio es ventilado solo

durante las horas de la

noche y permanece

cerrado durante el día

Ve

nti

lac

ión

na

tura

l

Donde , Que y Porque?

ESTRATEGIA : REFRIGERACION PASIVA

ESTRATEGIAS VERANO

Sis

tem

a d

e

en

fria

mie

nto

p

or

rad

iac

ión

Sis

tem

a d

e

en

fria

mie

nto

po

r

rad

iac

ión

no

ctu

rno

Sistemas generadores de movimiento de aire, método

convectivo

Alta inercia

térmica

La cubierta ,

todas fachadas y

superficies

Alta inercia

térmica y

ventilación

nocturna

La cubierta ,

todas fachadas y

superficies

Tabla 10. Resumen de estrategia de Refrigeración pasiva


61

CONCLUSION: COMPROBACION Y FUNCIONAMIENTO DE DISEÑO El objetivo de estrategias para disminuir la demanda de calefacción y refrigeración es principalmente, mantener las condiciones de confort térmico en espacio interior y prolongar el periodo en que no se necesita el empleo de sistemas activos de calefacción y refrigeración, que incluye otro aspecto fundamental, que es ahorro energético en edificación. El ahorro de energía mediante los sistemas pasivos se estima en cálculos y se comprueba en los datos de monitorización. No se pueden medir concretamente los datos de flujo y aporte energético en la misma como se pueden comprobar en las instalaciones activas, térmicas y fotovoltaicas. En sistemas pasivos se debe incluir gran porcentaje de participación del ocupante para su funcionamiento, que puede ser muy positivo si se aplican buenas prácticas en uso energético o en otro caso al contrario.

Objetivo de estrategias de diseño para clima continental templado

Figura 52. Esquema de objetivos de estrategias de diseño de invierno y verano


62

Capítulo 5: Comprobación de diseño

5.1 Descripción de proyecto El estudio de estrategias de diseño solar pasivo para ahorro energético para clima continental templado ha servido para proporcionar mejor medidas para diseño sostenible en la ciudad de región de Serbia, concretamente Belgrado. Un aspecto adicional a este estudio es análisis de estándar PassivHaus, que está diseñado principalmente para la clima de Europa Central que tiene las mismas condiciones para invierno como Serbia, y por lo tanto, se ha tratado a sacar algunos principios que este estándar promueve y tratar a aplicarlo en clima serbio. Para comprobación de diseño y estrategias estudiadas, se ha elegido a estudiar el caso de bloque lineal de viviendas modulares en el tejido urbano de Novi Beograd (Belgrado Nuevo). Un bloque consiste de cuatro módulos, viviendas típicas de 70m2 , proporcionadas para una familia de 2 padres y un hijo. El edificio en conjunto tiene 3 bloques de 4 módulos, pero para análisis y cálculos se ha tomado solo un bloque en la esquina( Figura 53.), cuales módulos tienen diferentes condiciones de transmisión térmico, según su forma de agregación (he analizado el caso de vivienda con condiciones menos favorables en la planta primera, en la esquina, y el caso de vivienda con condiciones más favorables, en la planta baja, entre medianeras.) Todos los módulos tienen el mismo volumen para mejor comparación entre sus demandas energéticas. Después de obtener esas demandas, la propuesta se compara con el edificio de referencia, que en este caso es el mismo edificio, pero construido según normativa actual en Serbia, es decir, se ha utilizado los valores vigentes de coeficientes de transmisión “U”. La comparación final será entre la demanda promedia de edificio de referencia y demanda promedia de 4 módulos de un bloque, que nos puede dar le porcentaje real de eficiencia energética de diseño de propuesta.

Figura 53. Posición de módulos en un bloque


63

5.1.1 Estrategias y elementos aplicados

La planta y forma del edificio deberían de ser un resultado de un proceso complejo, en el que se sintetizan los aspectos y prioridades funcionales, técnicos y estéticos, y con relación con su entorno y condiciones micro climáticas. La forma elegida es muy compacta, para disminuir la superficie expuesta a exterior, y tener una menor perdida de calor. Los bloques están orientados con el eje longitudinal Este – Oeste, en el solar sin muchas obstrucciones que ha permitido el planteamiento de la vegetación sin problema (los arboles de hoja caduca, que impide la radiación solar en verano y deja el sol de invierno). La entrada de cada bloque y a cada piso está colocada en el Norte, y consiste de un espacio cerrado con escaleras que funciona como espacio amortiguador y protector de los vientos fríos. Los espacios interiores de uso intermitente están colocados en el Norte (pasillo, baño, lavado, almacén) y los espacios que requieren calefacción continuada están orientados a Sur (Habitaciones, salón, comedor + cocina). Se ha prestado mucha atención en el diseño de envolvente de edificio y se ha aplicado la propuesta para mejoramiento de coeficientes de transmisión de cerramientos de normativas actuales, sacando los valores U de las casas pasivas de Alemania. El valor global de envolvente es 0,25 U (Wm²/°C), y los elementos críticos para balance energético, las ventanas, tienen un coeficiente de 0.92, que significa un mejoramiento significativo, porque la norma actual en Serbia exige solo 2.3 (Wm²/°C) para triple vidrio. Generalmente, se ha tratado a mejorar los coeficientes de todos los cerramientos y comparticiones interiores, especialmente de la cubierta y medianeras.(tabla 11.) La masa térmica está colocada en el interior y consiste de un muro de hormigón prefabricado de espesor 15 cm, y el aislamiento térmico esta en el lado exterior con un espesor de 20 cm. Los puentes térmicos reducidos mediante la aplicación adecuada de aislamiento, la transmitancia térmica lineal es reducida a valores por debajo de 0.01 W/mK (dimensiones exteriores). Los elementos de protección solar son muy importantes debido a la poderosa radiación que procede principalmente de los lados este-oeste El alero y terrazas son diseñados como protección solar fijo, para proporcionar sombra en verano y dejan entrar el sol de invierno en el interior. Tabla 11. Valores de coeficientes de transmisión de cerramientos de propuesta y edificio referente

U valores de PROPUESTA

SRB / EDIFICIO REFERENTE

Elemento U (Wm²/°C) U (Wm²/°C)

F1 MUROS EXTERIORES 0,15 0,65

F4 SISTEMA INDIRECTO/MURO INVERNADERO 0,35 0,35

T1 CUBIERTA 0,11 0,45

C1 VENTANA( CRISTAL + MARCO ) 0,92 2,30

VENTANA( CRISTAL ) 1,25 -

VENTANA( MARCO ) 0,83 -

S1 SUELO 0,12 0,60

S2 FORJADO 0,39 1,35

F2 MEDIANERA 0,41 1,85

C2 PUERTA 0,71 2,90

D1 DIVISIONES INTERIORES 2,76 2,76

U GLOBAL DE LA PIEL 0,25 0,92


64

5.1.1.1. Consideraciones sobre elementos aplicados de diseño solar pasivo de fachada

sur

Fachada sur se ha tratado como captador de energía principal, aplicando la estrategia de maximización de ganancias solares. Principalmente, se buscó la relación más favorable y mas optima entre sistemas directos - huecos acristalados y sistemas indirectos. Las opciones de sistemas indirectos elegidos a considerar en diseño eran muro invernadero, muro Trombe y invernadero adosado, pero por los razones de mantenimiento más fácil, se excluyo el muro Trombe. El objetivo era encontrar la relación entre sistemas que proporciona mayores ganancias y no causa mayores pérdidas por transmisión. Se ha calculado la Svs, superficie equivalente a ventana Sur para cuatro opciones. La versión 2a tiene seguramente la solución más clara: muro invernadero pertenece solo a zona de estancia y las habitaciones tienen la misma superficie de ventanas, pero resultó que la superficie de sistema indirecto era insignificante. La versión 2b da el mejor resultado (0,073), pero esta solución causaría muchas pérdidas por transmisión por falta de aislamiento térmico en casi toda la fachada sur. Se ha elegido la versión 1, con la superficie de ventanas 18,6 m2, y superficie de muro invernadero 4,77m2, y con Svs 0,070 que presenta un valor promedio de todas cuatro opciones.

version 1 version 2.a verison 2.b version 3

Superficies captoras

Sistema CRi γi Si Si Si Si

(m²) (m²) (m²) (m²)

Fachada Sur directo 1,00 0,40 18,45 18,56 18,72 16,42

invernadero 1,00 0,22 4,78 2,97 7,08 8,55

Vh 199,58

Svs 0,070 0,068 0,073 0,067

Tabla 12. Cuatro opciones de aplicación de sistemas pasivas y sus valores de Svs-superficie equivalente a ventana a sur

Figura 54. Las cuatro opciones de diseño de fachada sur, buscando la solución optima.


65

Tabla resumen de soluciones aplicadas en diseño de proyecto - propuesta

EL DISEÑO DE EDIFICIO

EMPLAZAMIENTO Las bloques de viviendas son situadas en poca altura, enfrentados a la dirección de los vientos dominantes.

TIPOLOGÍA La tipología es bloque lineal

DISTRIBUCIÓN Dos bloques lineales en el solar son posicionados en la manera que están separados para aprovechar el movimiento de aire , favoreciendo la ventilación cruzada y permitiendo la radiación solar sin obstrucciones.

FORMA Y VOLUMEN

La forma de edificio es compacta, alargada por razones de disminuir la superficie expuesta a este y oeste y prever las mayores pérdidas.

ORIENTACIÓN Más favorable, el edificio se encuentra en la eje Norte-Sur

EL INTERIOR La distribución interior sigue los principios de colocar los espacios de vida en el sur y espacios intermitentes en el norte.

VEGETACIÓN Los árboles plantados no interfieran las brisas y proporcionan la sombra adecuadamente. Toda plantación es de hoja caduca.

EL COLOR Los colores de la piel son los colores reflectantes que se encuentran en la gama de los tonos pastel son los más apropiados, ya que ayudan a evitar los resplandores tanto en el interior como en el exterior. El color de suelo en el interior, que se comporta como almacén de calor, es de color oscuro.

ELEMENTOS CONSTRUCTIVOS

ABERTURAS Y VENTANAS

Mayor superficie de aberturas son colocadas en la fachada sur como la superficie captadora de sistemas directos, y en la fachada norte existen solo aberturas necesarias para proporcionar ventilación cruzada en el interior de edificio. Las fachadas de este y oeste no tienen aberturas. Se ha tratado de que la superficie de acristalamiento en la fachada sur cabe dentro de 50% recomendados de relación opaco/hueco, y el porcentaje es 49%. Todo el acristalamiento es de triple vidrio de alta calidad, con el marco súper aislado y con rotura de puentes térmicos. ( U = 0.92 Wm

2/ºC).

CERRAMIENTOS Las paredes exteriores actúan como barreras térmicas y tienen mucha importancia. La masa térmica está colocada en el interior y consiste de un muro de hormigón prefabricado de espesor 15 cm, y el aislamiento térmico esta en el lado exterior con un espesor de 20 cm. Las partes opacas tienen coeficiente de transmisión entre U=0.11-0.15 Wm

2/ºC. La cubierta está tratada

con un espesor de aislamiento térmico de 25cm, y puede ser diseñada igual como cubierta ventilada, que ayudaría con refrigeración de las viviendas bajo cubierta. Los puentes térmicos reducidos mediante la aplicación adecuada de aislamiento, la transmitancia térmica lineal es reducida a valores por debajo de 0.01 W/mK (dimensiones exteriores). La edificación debería estar protegida del sol, de la lluvia, de la radiación celeste y del deslumbramiento.

PROTECCIÓN SOLAR

Los elementos de protección solar son muy importantes debido a la poderosa radiación que procede principalmente de los lados este-oeste. El alero y terrazas son diseñados como protección solar fijo, para proporcionar sombra en verano y dejan entrar sol de invierno en el interior. El aislamiento nocturno variable en los huecos a parte de su función de aislar por la noche, actúan como protección solar ajustable.

SISTEMAS CALEFACCION SOLAR PASIVO

De los sistemas directos tenemos superficie de ventana que actúa como captador 18,6m2 y muro invernadero de 4,77m2 para cada modulo de bloque.

Tabla 13. Tabla resumen de las soluciones consideradas en diseño


66

5.1.1.2. Presentación grafica de proyecto

Figura 55. Situación de bloque lineal, planta tipo y comportamiento bioclimático de un modulo en planta


67

Figura 56. Comportamiento bioclimático de invierno en sección

Figura 57. Comportamiento bioclimático de verano en sección


68

5.2 Cálculos y manejo de resultados

Como antes mencionado, los cálculos de comportamiento energético de edificio, de balance y variabilidad, se hicieron para los meses representativos del año, para Enero y Julio, que nos ha dado el valor aproximativo de temperatura interior y su oscilación. El objetivo de trabajo era calcular la demanda energética de módulos, de calefacción y refrigeración, según su forma de agregación, como comprobación de las estrategias de diseño estudiadas, y encontrar el porcentaje de energía que no se puede cubrir con sistemas pasivos. En siguientes cálculos se propone igual la propuesta de sistemas activos, es decir, el sistema de calefacción complementario, como respuesta mejor a la demanda y en función de eficiencia energética. A parte de cálculos a mano, se hicieron simulaciones de programas Heliodon y Archisun para proporcionar las aproximaciones sobre energía recibida y energía necesaria primaria.

5.2.1 Invierno

Para calculo se toma mes Enero como mes representativo.

Belgrado /ciudad

- Resumen de datos mensuales para Enero del 2009:

Temperatura Máxima mensual: 16.7 ºC

Temperatura Mínima mensual: -11.3 ºC

Temperatura Mínima promedia mensual: -2.3 ºC

Temperatura Media mensual: -0.2 ºC

Precipitación Total mensual: 44.9 mm.

Media de Velocidad del Viento mensual: 8.06 km/h

Ráfagas Máximas de viento mensual: 0 km/h

5.2.1.1 Resultados Heliodon

Programa Heliodon da los valores de energía

aproximativos que reciben la fachada sur y cubierta

para periodo de calefacción, tanto como y las horas

de sol incidente en los mismos planos.

Town: Belgrado

Latitude: 44° 48' N

Altitude: 132 m (AMSL)

Number of days:

182/ 31


69

Periodo de calefacción (182 días)

Surface Area (mІ) Mean daylight

(h)

Min daylight

(h)

Max daylight

(h)

Total energy (kWh)

Min local flux

(kWh/mІ)

Max local flux

(kWh/mІ)

Variability factor

Muro invernadero 1

5,08 1137.3 0.0 1780.8 1972.6 0.0 573.6 1000.00

Muro invernadero 2

5,08 1137.2 0.0 1780.8 1972.5 0.0 573.6 1000.00

Muro invernadero 3

5,08 1112.6 0.0 1780.5 1913.8 0.0 573.6 1000.00

Muro invernadero 4

5,08 1112.3 0.0 1780.5 1913.7 0.0 573.6 1000.00

Cubierta 212 1801.5 1801.5 1801.5 95702.8 451.5 451.5 1.00

Object Area (mІ) Total energy (kWh)

Propuesta 235.1 103475.4 Tabla 14. Los valores de energía recibida y horas de sol de sistemas indirectos y cubierta según simulación de Heliodon por periodo de calefacción

Figura 58. Energía recibida por la cubierta y sistemas indirectos por periodo de calefacción

Figura 59. Las horas de sol incidente a cubierta y sistemas indirectos por periodo de calefacción


70

Los valores para el mes Enero que se considera en calculo como el mes representativo.

Enero

Surface Area (mІ)

Mean dayligh

t (h)

Min dayligh

t (h)

Max dayligh

t (h)

Total energy (kWh)

Min local flux

(kWh/mІ)

Max local flux

(kWh/mІ)

Variability factor

Muro invernadero 1

5,08 204.1 0.0 280.5 337.1 0.0 84.3 1000.00

Muro invernadero 2

5,08 204.1 0.0 280.5 337.1 0.0 84.3 1000.00

Muro invernadero 3

5,08 199.9 0.0 280.5 327.0 0.0 84.3 1000.00

Muro invernadero 4

5,08 199.9 0.0 280.5 327.0 0.0 84.3 1000.00

Cubierta 212.0 280.5 280.5 280.5 10842.0 51.2 51.2 1.00


Propuesta 235.1 12170.1

Figura 60. Energía recibida por cubierta y sistemas indirectos en el mes Enero

Figura 61. Las horas de sol incidente a cubierta y sistemas indirectos en el mes Enero


71

5.2.1.2 Balance y Variabilidad de Ti con energía adicional "D'a"

Con el método estático, la temperatura de balance en invierno de un día tipo de Enero, representa el valor aproximativo de temperatura interior. La temperatura exterior que se toma en calculo, el promedio de temperatura mínima, que en caso de Belgrado es -2,3ºC, da la temperatura interior 9,56 ºC. En este cálculo he añadido la energía adicional (D'a) que necesitamos a subir la temperatura interior hasta 20ºC, que es la temperatura de confort de invierno, y nos da valor de 5,54 W/m3. Pero las condiciones climáticas de Enero nos muestran que al menos 10 días en el mes la temperatura exterior es alrededor de -10ºC, y por lo tanto, poniendo ese dato en calculo, la energía D'a es 9,63 W/m3.

Figura 62. Tabla de temperatura de balance en invierno en día tipo de Enero

1. MÉTODO ESTÁTICO - SITUACIÓN DE BALANCE- INVIERNO DIA (ENERO) BELGRADO

MODULO 3 ENERGIA ADICIONAL

1.A. TEMPERATURA MEDIA INTERIOR (Ti)

T confort = Ti + ∆Ti

(I+D)

G

(I+D) Dá

→ Dá = ∆Ti x G

G G G

∆Ti: diferencia de temperatura necesitaria para conseguir temperatura de confort, en ºC






Dá : energia adicional necesaria para calefaccion activo , en W/ m³

Te I D G Ti Ti Confort ∆Ti Dá

(ºC) (W/m³) (W/m³) (W/ºC m³) (ºC) (ºC) (ºC) (W/m³)

-2,30 3,70 2,60 0,53 9,56 20 10,44 5,54

-10,00 3,70 2,60 0,53 1,86 20 18,14 9,63

71,28 Energia / dia= Dá x Vh x dia

190,17 Energia / dia= 25297,14 Wh

180 (16/24h) Energia / dia= 25,30 kWh

120

* -2,3 ºC Energia diaria / superficie E = 0,355 (kWh/m2)

Por periodo de calefaccion E = 42,59 (kWh/m2)

Energia / dia= Dá x Vh x dia

Energia / dia= 43957,40 Wh

Energia / dia= 43,96 kWh

* -10 ºC Energia diaria / superficie E = 0,617 (kWh/m2)

Por periodo de calefaccion E = 74,00 (kWh/m2)

Ti = Te + ────

Vh (m3)

Superficie (m2)

Dias de calefaccion por año

Heating days

Ti + ∆Ti = [ Te + ──── ] + ──


72

Utilizando el método dinámico de variabilidad de temperatura interior, en un ciclo de día - noche de 16 horas, la oscilación de temperatura es 2,49ºC, considerando en calculo el aislamiento térmico nocturno de huecos acristalados y de muro invernadero.

(I+D) (I'+D')

δTi =( δTe + ──── - ──── ) (1 - e(-t.G'/M)

)

G G'

δTe (I+D)/G (I'+D')/G' (1 - e(-t.G'/M)

) δTi

(ºC) (ºC) (ºC) (ºC)

6,83 11,86 2,59 0,15 2,49

Tabla 15. Oscilación de temperatura interior en ciclo día-noche de día tipo de enero

δTi: oscilación de la temperatura interior, en ºC

δTe: oscilación efectiva de la temperatura exterior, en ºC




5.2.1.3 Demanda calorífica de 4 módulos de un bloque

El calor necesaria ( carga térmica) era calculada para cada modulo considerando sus condiciones y posición. El cálculo según normativa actual en Serbia no considera las ganancias solares y aportes interiores, que significa que la demanda calorífica con la que se dimensiona la instalación de sistema incluye solo perdidas por transmisión y por ventilación. Otro aspecto muy importante es que la temperatura que se toma en calculo es -18ºC, para región de Belgrado. Todo esto direcciona a un sobredimensionado de instalaciones y que conduce a sobreconsumo en edificación innecesario. El cálculo hecho en este estudio es modificado, es decir, a la normativa vigente se propusieron los cambios de tal manera que se cuentan todas las ganancias y se restan con pérdidas, que nos da la carga térmica real. En siguientes tablas se presentan los valores de carga térmica de cada modulo, y su promedio, primero mostrando la carga real necesaria dimensionada solo con perdidas y después la demanda calorífica incluyendo las ganancias, que nos servirá para dimensionado de sistema activo.

Qt

(W)

Qv

(W)

Qas

(W)

Qd

(W)

Q0

( W )

D'a

(W/m3)

q

(W/m2)

MODULO 1 434,6 515 733,2 361,9 949,9 5,00 13,8

MODULO 2 334,9 485 733,2 361,9 819,6 4,31 11,9

MODULO 3 637,2 629 733,2 361,9 1266 6,66 18,3

MODULO 4 551,3 605 733,2 361,9 1156 6,08 16,7

1958 2234 2933 1447,7 4192

Promedio/MODUL 489,5 558 733,2 361,9 1048 5,51 15,2

QT

(W)

QV

(W)

Q

(W)

D'a

(W/m3)

q

(W/m2)

955 1090 2045,2 10,75 29,6

822 1090 1911,4 10,05 27,7

1209 1126 2335,0 12,28 33,8

1136 1111 2246,7 11,81 32,5

4121 4417 8538,2

1030 1104 2134,6 11,22 30,9

Qo CARGA TERMICA

Q CALOR NECESARIA

Promedio/MODUL

MODULO 1

MODULO 2

MODULO 3

MODULO 4

Tabla 16. Calor necesaria (potencia) de módulos ( W )

Calor necesaria -

Potencia Q ( W )


73

La carga térmica promedia de modulo es 1048 W y un promedio de energía adicional de 5,51 W/m3. El menos favorable tiene carga de 1266 W, mientras el más favorable tiene 819,6 W. La energía adicional que necesitamos para obtener la temperatura de confort es 6,66 W/m3 para modulo 3, que es menos que nos dio el cálculo de balance (9,63 W/m3).Un promedio de Da es 5,51 W/m3 y carga térmica q para un modulo es 15,2 W/m2.( El estándar PassivHaus requiere que el valor de carga térmica q no sobrepasa 10 W/m2)Podemos concluir que el valor obtenido en cálculo es bastante bajo. En el balance energético se obtiene la energía adicional para proporcionar los sistemas activos. La tabla 18 muestra el balance energético de cada modulo en el bloque lineal.

El modulo 3 está ubicado en la menos favorable posición en el bloque, bajo cubierta y en la esquina del edificio, por la que tiene la mayor carga térmica. El modulo 2 tiene las condiciones más favorables en el bloque considerando que está ubicado entre medianeras y tiene expuestas solo

fachadas sur y norte.

955

822 1

209

1136

1090

1090

1126

1111

950

820 1

266

1156

733

733

733

733

362

362

362

362

0

250

500

750

1000

1250

1500

1750

2000

2250

2500

1 2 3 4 5 6 7 8

W

Modulo

Balance energético 4 módulos de propuesta

Qd

Qas

Qo

Qv

Qt

Qd Ganancias internas

Qas Ganancias solares

Qo Energia adicional - sistemas activos

Qv Perdidas por ventilacion

Qt Perdidias por transmision

MODUL1 1; 2

MODUL2 3; 4

MODUL3 5; 6

MODUL4 7; 8

Tabla 18. Balance energético de 4 módulos

Qt

(W)

Qv

(W)

Qas

(W)

Qd

(W)

Q0

( W )

D'a

(W/m3)

q

(W/m2)

MODULO 1 434,6 515 733,2 361,9 949,9 5,00 13,8

MODULO 2 334,9 485 733,2 361,9 819,6 4,31 11,9

MODULO 3 637,2 629 733,2 361,9 1266 6,66 18,3

MODULO 4 551,3 605 733,2 361,9 1156 6,08 16,7

1958 2234 2933 1447,7 4192

Promedio/MODUL 489,5 558 733,2 361,9 1048 5,51 15,2

QT

(W)

QV

(W)

Q

(W)

D'a

(W/m3)

q

(W/m2)

955 1090 2045,2 10,75 29,6

822 1090 1911,4 10,05 27,7

1209 1126 2335,0 12,28 33,8

1136 1111 2246,7 11,81 32,5

4121 4417 8538,2

1030 1104 2134,6 11,22 30,9

Qo CARGA TERMICA

Q CALOR NECESARIA

Promedio/MODUL

MODULO 1

MODULO 2

MODULO 3

MODULO 4

Tabla 17. Carga térmica ( W ) de módulos

Carga

térmica Qo

Figura 63. Posición de modulo menos favorable


74

5.2.1.3.1. Demanda calorífica

Demanda calorífica real calculada en kWh por m2 habitable, nos da valor promedio para un modulo 89,06 kWh/m2(a), mientras el modulo 3 tiene carga de 97,42 kWh/m2(a), y el modulo más favorable 79,74 kWh/m2(a). Las perdidas por transmisión varían entre módulos, y la diferencia más grande era casi 16 kWh/m2(a), mientras las perdidas por ventilación no varean mucho, en total diferencia de 1,5 kWh/m2(a). Las ganancias son las mismas para cada modulo de bloque. La energía adicional necesaria para sistemas activos es 32,33 (kWh/m3a) según demanda calorífica real.

DEMANDA CALORIFICA

Resultados de simulación de balance energético en el periodo de invierno

( kWh/m2a)

Balance de energía Demanda calorifica

Ganancias Perdidas Energía

Periodo de calefacción

Sola

r

Inte

rnas

Transmisión Ventilación Sistemas activos

Octubre-Marzo

kWh/m2a

kW

h/m

2a

kW

h/m

2a

kWh/m2a kWh/m

2a

D'a (kWh/m

3a)

MODUL 1 85,33 30,6 15,10 39,86 45,46 30,97

MODUL 2 79,74 30,6 15,10 34,28 45,46 28,95

MODUL 3 97,42 30,6 15,10 50,43 46,99 35,36

MODUL 4 93,73 30,6 15,10 47,38 46,35 34,02

Bloque lineal de 4 módulos 356,2 122 60,4 171,95 184,27 129,31

Promedio modul 89,06 30,6 15,10 42,99 46,07 32,33 Tabla 19. Demanda calorífica real de los módulos

0.00

10.00

20.00

30.00

40.00

50.00

60.00

70.00

80.00

90.00

100.00

1 2 3 4

kWh/m2a

Modulo

Demanda calorífica y balance energético

Dc

Qas

Qd

Qt

Qv

Dc

Demanda calorofica



Qt Perdidas por transmision


Tabla 20. Demanda calorífica y balance energético de 4 módulos


75

5.2.1.3.2. Carga térmica reducida

La carga térmica reducida, es decir, calculada con las ganancias, nos da un valor promedio de un modulo de 43,72 kWh/m2(a),mientras el modulo 3 tiene 52,83 kWh/m2(a) y modulo 2 34,20 kWh/m2(a). La tabla presenta los valores de perdidas restadas por ganancias, que da valor de un promedio de perdidas por transmisión de 20,42 kWh/m2(a) y de perdidas por ventilación 23,30 kWh/m2(a). La energía adicional necesaria para sistemas activos es 15,87 (kWh/m3a) según carga térmica reducida.

CARGA TERMICA


( kWh/m2a)

Balance de energía

Energía adicional


adicional

Periodo de calefacción

Sistemas activos S

ola

r

Inte

rnas


Octubre-Marzo

kWh/m2a

kW

h/m

2a

kW

h/m

2a

kWh/m2a kWh/m

2a

D'a (kWh/m

3a)

MODUL 1 39,63 30,6 15,10 18,13 21,50 14,39

MODUL 2 34,20 30,6 15,10 13,97 20,22 12,41

MODUL 3 52,83 30,6 15,10 26,58 26,24 19,18

MODUL 4 48,23 30,6 15,10 23,00 25,23 17,51

Bloque lineal de 4 módulos

174,9 122 60,4 81,69 93,19 63,48

Medium / MODUL 43,72 30,6 15,10 20,42 23,30 15,87 Tabla 21. Carga térmica reducida

0.00

10.00

20.00

30.00

40.00

50.00

60.00

70.00

80.00

90.00

100.00

1 2 3 4

kWh/m2a

Modulo


Dc

Da

Qas

Qd

Qt

Qv

Dc Demanda calorifica

D'a Energia adicional - sistemas activos





Tabla 22.Carga térmica y balance energético


76

5.2.1.3.3. Comparación de demanda energética promedia de un modulo con edificio de

referencia

Para realmente comprobar si el diseño, los elementos y estrategias aplicadas tienen resultado, es necesario comparar el edificio de propuesta con un edificio de referencia. En este estudio se ha tomado para edificio referente, el mismo edificio pero diseñado según la normativa vigente de aislamiento térmico y coeficientes de transmisión, que tiene un consumo energético promedio actual en Serbia de calefacción. Las perdidas por ventilación son las mismas para ambos objetos, 46,1 kWh/m2a . Las mayores pérdidas de energía provienen de transmisión, que en este caso es 139,9 kWh/m2a, y observando el edificio de propuesta, las mismas perdidas son bastante menos, 43,0 kWh/m2a. Eso significa que la aplicación de mejores coeficientes de transmisión "U" y la estrategia de control de perdidas tienen mayor importancia y han dado resultados de posible ahorro energético en demanda de calefacción. La comparación nos ha dado el porcentaje de efectividad de propuesta, que es del orden de 60%, es decir, la demanda energética de edificio de propuesta es solo 30 % de la demanda de edificio referente, que significa un mejoramiento de 3 veces.

Tabla 23. Balance energético de módulos( de edificio de referencia y de propuesta )

136.9

43.0

46.1

46.1137.6

43.7

30.6

30.6

15.1

15.1

0.0

25.0

50.0

75.0

100.0

125.0

150.0

175.0

200.0

1 2 3 4

kWh/m2a

Refer-Modul / Bloque-Modul

Balance energetico Modulo de referencia & Modulo de propuesta

Qd

Qas

Qo

Qv

Qt



Qo Energia adicional -sistemas activos



Referencia 1-perdidas, 2-ganancias

Propuesta 3-perdidas, 4-ganancias


77

5.2.1.4. Resultados Archisun

La simulación de programa Archisun ha dado una aproximación de consumo anual de 43,10 kWh/m3/año, cual pertenece a calefacción 30,24 kWh/m3/año, considerando el volumen de 190 m3. El cálculo de carga térmica nos dio el resultado de D'a 15,87 kWh/m3/año( exactamente 180 días de calefacción). La temperatura interior de invierno esta según Archisun entre 4 - 9ºC, que coincide con el cálculo de balance térmico : 9,56ºC. La temperatura de sensación en el periodo de otoño y primavera esta dentro de confort.

Belgrado

Latitude:44,78 Longitude: 2,56 Sea distance:>100 Height:132

Figura 64.El gráfico de temperatura para invierno


78

5.2.1.5 Propuesta de 3 sistemas activos de calefacción con su

energía primaria

Para cantidad de energía obtenida de cálculo de carga térmica para un modulo, que es 43,7 kWh/m2a (por año), se propone 3 soluciones de diferentes tipos de calefacción:

A. Calefacción por agua caliente , sistema centralizado, que se propone como calefacción convencional normalmente utilizado en Serbia, capacidad de 48,1 kWh/m2a (Teniendo en cuenta la energía (electricidad) para el funcionamiento del sistema, las bombas, etc.)

B. Recuperación de aire, ventilación mecánica ( HRU ), μ = 0,65 , con dispositivo para cada modulo, capacidad de 15,3 kWh/m2a (Teniendo en cuenta la energía (electricidad) para el funcionamiento del sistema, ventilador, etc.)

C. Recuperación de aire, ventilación mecánica ( HRU ) + bomba de calor, μ = 0,75 ,

sistema centralizado, con dispositivo en sotano. capacidad de 10,9 kWh/m2a (Teniendo en cuenta la energía (electricidad) para el funcionamiento del sistema, ventilador, etc. y fue considerada y el uso de ventilación geotérmica, para aprovechar el calor de tierra en invierno que es +3,0ºC) Si se calcula la unidad HRU central, si la utilización del calor de tierra, su capacidad será igual a las necesidades de los cuatro módulos y si adoptamos el valor promedio de la vivienda es: 4 x 15,3 kWh/m2a = 61,2 kWh/m2a para todo el bloque. Si utiliza la capacidad calorífica de la tierra, entonces la unidad central tendrá capacidad: 4 x 10,9 kWh/m2a = 43,6 kWh/m2a

Esto son los valores anuales pero si se quiere determinar la capacidad para el consumo per hora, se utilizan estos valores:

- El valor promedia de un modulo es 1.048 W - Para todo el bloque ( 4 módulos) 4.192 W (el calor necesaria ) - Si se calcula el HRU individual para un modulo su capacidad es 1,05kW, y si se considera el HRU central, su capacidad es 4,2kW.

Los sistemas de recuperación de aire son aplicados de estándar PassivHaus en dos opciones - un dispositivo para cada modulo, con rendimiento promedio de 65% que da opción a ajustar la calefacción personalmente para su propio apartamento, y otra propuesta es la sistema centralizado para cuatro módulos, con un dispositivo de recuperación de aire de rendimiento de 75%, con los intercambiadores de calor de contraflujo y con los ventiladores muy eficientes (llamados CE-motores). En tabla 24. son presentados los consumos de cada propuesta de calefacción, con la energía primaria ( de entrada ) que necesitan para funcionamiento, que nos sirve para ver exactamente la efectividad de cada solución. Observando los valores de energía, claramente se ve que el sistema de calefacción convencional(A) exige más energía de todos los opciones, pero aun la solución significa bastante ahorro de energía comparando con el consumo actual. La opción B muestra que necesita más energía primaria que opción C, porque razonablemente el sistema centralizado siempre exige menos energía y significa menos consumo en total. Otro aspecto importante de este estudio era considerar la aplicación de sistema HRU en los condiciones climáticas y condiciones en edificación y mercado de Serbia. El resultado nos presenta un ahorro energético significante aplicando estos sistemas. En el mercado domestico es posible encontrar los dispositivos de grandes capacidades. Suministrar el


79

edificio con unidades separados para cada apartamento nos implica el importe de esos dispositivos desde extranjeros que también implica mas emisiones de CO2 por transporte.

A Calefacción por agua caliente , sistema centralizado - calefacción convencional

B Recuperación HRU

μ = 0,65

Unidad cada modulo

C Recuperación HRU + Bomba de calor

μ = 0,75 Sistema central

Energía primaria

Energía adicional

A B C

Sistemas activos

Sistemas activos Sistemas activos Sistemas activos

Da

(kWh/m2a)

Da

(kWh/m2a)

Da

(kWh/m2a)

Da

(kWh/m2a)

MODUL 1 39,63 43,60 13,87 9,91

MODUL 2 34,20 37,62 11,97 8,55

MODUL 3 52,83 58,11 18,49 13,21

MODUL 4 48,23 53,05 16,88 12,06


174,88 192,37 61,21 43,72

Promedio/ MODUL 43,72 48,09 15,30 10,93

Tabla 24. Propuesta de sistemas activos y su consumo energético anual

Tabla 25- Demanda anual de sistemas activos con energía primaria incluida

0.00

10.00

20.00

30.00

40.00

50.00

60.00

70.00

1 2 3 4

kWh/m2a

Modul

Demanda de sistemas activoscon su energia primaria

Da

A

B

C

Da Energia adicional -sistemas activos

A Calefaccion por agua caliente + energia primaria

B HRU + energia primaria

C HRU + heat pump + energia primaria


80

5.2.1.5.2 Comparación de demanda energética de propuestas de sistemas activos con

demanda de edificio de referencia

El consumo de edificio de referencia muestra en valor de 144,5 kWh/m2(a),que cabe dentro de los datos de consumo promedio actual en Serbia (120-150 kWh/m2(a)). Podemos concluir que solo aplicando las estrategias de diseño solar pasivo y adoptando desde estándar PassivHaus los valores de coeficientes de transmisión de cerramientos, se puede bajar el consumo de calefacción, que muestra la opción de propuesta A. La aplicación además de ventilación mecánica nos puede dar aun mas significante el ahorro energético, o sea, la propuesta C significa el ahorro de 14 veces comparando con edificio de referencia.

Tabla 26. Demanda calorífica y sistemas activos de modulo referente y propuesta

137.6

43.7 43.7 43.7

144.5

48.1

15.310.9

0

25

50

75

100

125

150

175

1 2 3 4

kWh/m2a

Refer-Modul / Block-Modul

Demanda calorifica y sistema activoModulo referente y propuesta

Qac

Qad

Qac Demanda calorífica

Qad Energía adicional - sistemas activos

1 Modulo de referencia - Carga térmica y calefacción convencional

2 Modulo propuesta A

3 Modulo propuesta B

4 Modulo propuesta C


81

5.2.2 Verano

En calculo se toma el mes de Julio como representativo.

Belgrado /ciudad

Resumen de datos mensuales para Julio del 2009:

Temperatura Máxima mensual: 36.2 ºC

Temperatura promedia Máxima mensual: 27.6 ºC

Temperatura Mínima mensual: 14.4 ºC

Temperatura Media mensual: 23.9 ºC

Precipitación Total mensual: 60.9 mm.

Media de Velocidad del Viento mensual: 7.07 km/h

Ráfagas Máximas de viento mensual: 0 km/h

5.2.2.1. Resultados Heliodon

Programa Heliodon da los valores de energía

aproximativos que reciben la fachada sur y cubierta

para periodo de refrigeración, tanto como y las horas

de sol incidente en los mismos planos. La simulación

es hecha para mes Julio.

Surface Area (mІ)

Mean daylight

(h)

Min dayligh

t (h)

Max dayligh

t (h)

Total energy (kWh)

Min local flux

(kWh/mІ)

Max local flux (kWh/m

І)

Variability factor

Muro invernadero 1

5,08 0.0 0.0 0.3 0.0 0.0 0.0 1000.00

Muro invernadero 2

5,08 0.0 0.0 0.3 0.0 0.0 0.0 1000.00

Muro invernadero 3

5,08 0.3 0.0 6.0 0.0 0.0 0.2 1000.00

Muro invernadero 4

5,08 0.2 0.0 6.0 0.0 0.0 0.2 1000.00

Cubierta 212.0 431.0 431.0 431.0 46309.9 218.5 218.5 1.00


Propuesta 235.1 46309.9 Tabla 27. Valores de energía recibida y horas de sol por sistema indirecto y cubierta en el mes de Julio

Town: Belgrado

Latitude: 44° 48' N

Altitude: 132 m (AMSL)

Number of days:

31


82

Figura 65. Energía solar recibida a los planos de fachada sur y cubierta

Desde los resultados de Heliodon vemos que la fachada sur no recibe energía de incidencia

solar directa, y solo influye la radiación difusa.

Figura 66. Horas de sol incidente a la fachada sur y cubierta


83

5.2.2.2. Balance de Ti con energía adicional "Da"

Con el método estático, la temperatura de balance en verano de un día tipo de Julio, representa el valor aproximativo de temperatura interior. La temperatura exterior que se toma en calculo, el promedio de temperatura máxima, que en caso de Belgrado es -27,6ºC, da la temperatura interior 30,03 ºC. En este cálculo he añadido la energía adicional (D'a) que necesitamos a bajar la temperatura interior hasta 24ºC, que es la temperatura de confort de verano, y nos da valor de 13,61 W/m3. Pero las temperaturas que ocurren en Julio, y otros meses de verano, son mucho más grandes, y suben hasta 38 grados fácilmente. Por lo tanto, el mismo calculo se ha hecho para temperatura de 33,0ºC, que se normalmente toma en calculo para proporcionar sistema de refrigeración, y ha dado el resultado de 25,82 W/m3.

Tabla 28. Tabla de temperatura de balance en verano en día tipo de Julio y energía adicional para sistemas de acondicionamiento activo


(I+D)

G

(I+D) D´a


G G G







D´a : energia adicional necesaria para refrigeracion activa , en W/ m³



27,60 3,27 2,21 2,26 30,03 24 6,03 13,61

33,00 3,27 2,21 2,26 35,43 24 11,43 25,82


190,17 Energia / dia= 62137,09 Wh

150 (12/24h) Energia / dia= 62,14 kWh

75

Energia diaria / superficie E = 0,872 (kWh/m2)

refrigeracion/año E = 65,38 (kWh/m2)

Energia / dia= 117825,63 Wh

Energia / dia= 117,83 kWh

Energia diaria / superficie E = 1,653 (kWh/m2)

refrigeracion/año E = 123,97 (kWh/m2)

Superficie (m2)

Vh (m3)

Dias de refrigeracion

Dias para calculo

Ti = Te + ────

Ti + ∆Ti = [ Te + ──── ] + ──


84

5.2.2.3. Resultados Archisun

La temperatura interior de

sensación es según Archisun 25,42ºC y

de cálculo de balance térmico de verano

es 30,3ºC, considerando la temperatura

promedia máxima de mes julio que es

27,6ºC.

5.2.2.4 Demanda frigorífica de módulos de un bloque

La energía necesaria (carga frigorífica) era calculada para cada modulo considerando sus condiciones y posición. El cálculo según normativa actual en Serbia incluye todas las ganancias procedentes de sol, aportes interiores, transmisión y ventilación. La temperatura exterior tomada en calculo era +33,0ºC, mientras en calculo de balance se ha hecho con dos diferentes valores, 27,6ºC, que es la máxima promedia de mes Julio, y con 33,0ºC. En siguientes tablas se presentan los valores de carga frigorífica de cada modulo y su promedio. Con relación a demanda calorífica, que varía entre módulos y depende mucho de su forma de agregación en edificio, la demanda frigorífica no varía mucho - está alrededor de 2500 W( promedio de modulo es 2518 W). La demanda frigorífica respeto a m2 superficie habitable, es 43,77 kWh/m2a. La única diferencia notable es en pérdidas por transmisión entre módulos de bajo cubierta y en planta primera, cual sería mucho mayor si la cubierta estuviera menos aislada.(Tabla 31.)

Q POTENCIA FRIGORIFICA NECESARIA

Qt

(W) Qv (W)

Qas (W)

Qd (W)

Q ( W )

D'a (W/m

3)

q (W/m

2)

MODULO 1 109,7 1233 772,2 419,4 2533,9 13,3 36,7

MODULO 2 95,1 1233 772,2 419,4 2519,2 13,2 36,5

MODULO 3 141,2 1185 772,2 419,4 2518,2 13,2 36,5

MODULO 4 124,2 1185 772,2 419,4 2501,2 13,2 36,2

∑ 470,2 4836 3089 1677,7 10073

Promedio / MODUL 117,6 1209 772,2 419,4 2518 13,2 36,5

Tabla 29. Potencia frigorífica necesaria (W)

Figura 67. El movimiento de temperaturas en verano según Archisun


85

Tabla 30.Demanda frigorífica de los módulos

Demanda frigorífica

Resultados de simulación de balance energético en el periodo de verano

( kWh/m2a)

Balance de energía Demanda frigorífica

Ganancias Ganancias Demanda frigorífica

Periodo de refrigeración Sistemas activos S

ola

r

Inte

rno


Mayo - Septiembre kWh/m2a

kW

h/m

2a

kW

h/m

2a

kWh/m2a kWh/m

2a

D'a (kWh/m

3a)

MODUL 1 44,05 13,4 7,29 1,91 21,43 15,99

MODUL 2 43,79 13,4 7,29 1,65 21,43 15,90

MODUL 3 43,78 13,4 7,29 2,45 20,61 15,89

MODUL 4 43,48 13,4 7,29 2,16 20,61 15,78


175,1 53,7 29,2 8,17 84,06 63,56

Promedio / MODUL 43,77 13,4 7,29 2,04 21,02 15,89

Tabla 31.Comparación de demandas frigoríficas de los módulos

0.00

5.00

10.00

15.00

20.00

25.00

30.00

35.00

40.00

45.00

50.00

1 2 3 4

kWh/m2a

Modul

Demanda frigorifica de modulos

Qv

Qt

Qd

Qas

Qv Ganancias por ventilacion

Qt Ganancias por transmision

Qd Ganancias Internas



86

5.2.2.5 Propuesta de 3 sistemas activos de refrigeración con su

energía primaria

Para valor promedio de energía obtenida de cálculo de carga frigorífica para un modulo, que es 43,77 kWh/m2a (por año) se propone 3 soluciones de diferentes tipos de refrigeración adicional:

A. Refrigeración - Split sistema, convencional normalmente utilizado en Serbia, capacidad 17,51 kWh/m2a( la energía primaria incluida para funcionamiento de sistema)

B. Recuperación de aire, ventilación mecánica ( HRU ), μ = 0,10 , con dispositivo para cada modulo + Split sistema, capacidad 15,76 kWh/m2a( la energía primaria incluida)

C. Recuperación de aire, ventilación mecánica ( HRU ) + bomba de calor / sistema de ventilación que aprovecha la energía geotérmica , μ = 0,30 , capacidad 12,26 kWh/m2a por año, sistema centralizado, con dispositivo en sotano, (la energía primaria incluida para funcionamiento de sistema y ventiladores)

Sistema central tendrá: 4 x 12,26 kWh/m2a = 49,04kWh/m2a Para definir la potencia de dispositivo de refrigeración se toma la energía necesaria de consumo por hora, que es 2518 W.

Tabla 32. Propuesta de sistemas activos de refrigeración con su energía primaria

A Split system, convencional (1kW electricidad / 2,5 kW de refrigeracion)

B Recuperacion HRU + Split System μ = 0,10 Sistema individual

C Recuperacion HRU + (Bomba de calor / geotermia) μ = 0,30 sistema central

Energia primaria

Energía adicional A B C

Demanda frigorifica

Sistemas activos Sistemas activos Sistemas activos

Df (kWh/m

2a)

Df

(kWh/m2a)

Df

(kWh/m2a)

Df

(kWh/m2a)

MODUL 1 44,05 17,62 15,86 12,33

MODUL 2 43,79 17,52 15,77 12,26

MODUL 3 43,78 17,51 15,76 12,26

MODUL 4 43,48 17,39 15,65 12,17


175,10 70,04 63,04 49,03

Promedio / MODUL

43,77 17,51 15,76 12,26


87

Tabla 33. Demanda frigorífica y sistemas activos de refrigeración

Desde tabla 32. se pueden ver las exigencias de energía para cada sistema propuesto y se concluye que claramente la opción C(12,26 kWh/m2a) sería mejor desde punto de vista de consumo energético, pero el sistema subterráneo de ventilación geotérmica significa un incremento de los costos de inversión principal y no es siempre posible instalarlo. La opción B(15,76 kWh/m2a) exige un poco más de energía que opción C, pero comparando con sistema A(17,51 kWh/m2a), no significa un gran ahorro.

0.00

5.00

10.00

15.00

20.00

25.00

30.00

35.00

40.00

45.00

50.00

1 2 3 4

kWh/m2a

Modul

Demanda frigorifica y sistemas activos

Df

A

B

C

Df Demanda frigorifica

A Sistemas activos

B Sistemas activos

C Sistemas activos


88

Consideraciones finales

El ser humano, durante toda la historia en su búsqueda de protegerse, sea de lluvia, calor o frio, siempre ha actuado de manera de adaptarse a las condiciones climáticas, y por lo tanto, el producto final era un desarrollo de una arquitectura en armonía con entorno que le rodea. Respetando la naturaleza, sus principios de funcionamiento y sus preceptos, siempre se puede desarrollar una vivienda en acuerdo con el medio ambiente. El avance tecnológico y técnico en el mundo ha alejado el ser humano de la naturaleza, creando muchas veces un ambiente y arquitectura que vive en desarmonía con el medio ambiente. Esas actuaciones nos han llevado en el estado donde hemos olvidado a convivir con naturaleza y aprovechar las energías que nos rodean. Las sociedades más desarrolladas se han vuelto a camino de convivencia con naturaleza, al menos tratando a actuar en esa manera cambiando con el tiempo sus costumbres de consumo energético. Por desgracia, Serbia como país está con un desarrollo atrasado general comparando con las países Unión Europea, tal como económico y político, tanto en edificación. Las consecuencias de toda la situación en los Balcanes los últimos años, han producido una sociedad con mayor consumo, sin remedio, sin control y sin conciencia. La eficiencia energética casi no "existe" en los edificios. Otro problema significante es obsolescencia de las normativas y regulativas vigentes y finalmente ahora se están desarrollando nuevas estrategias y normativas de eficiencia energética en edificación. Determinando que el mayor consumo en hogares proviene de calefacción durante los periodos de frio, se ha encontrado el punto para empezar el estudio las soluciones de diseño para mejorar y disminuir el consumo actual, buscando siempre interferir con entorno lo mínimo posible para beneficiarse lo máximo posible. A partir de la análisis de los elementos del clima continental templado, las particularidades de los efectos microclimáticos y sus efectos en el ser humano, considerando las estrategias que promueve el estándar PassivHaus, fue posible seleccionar una serie de soluciones y estrategias de diseño ambiental que van al encuentro con las limitaciones impuestas por el medio ambiente y con su objetivo de disminuir las demandas energéticas en hogares, como de calefacción, tanto de refrigeración. Principalmente, determinando y seleccionando las estrategias de diseño solar pasivo y sistemas de calefacción y refrigeración pasivo que se pueden aplicar en el clima serbio, se trató de encontrar cuál es efectividad de esos sistemas y estrategias desarrolladas, y exactamente que parte de demanda energética ya disminuida pueden cubrir las ganancias gratuitas y que porcentaje queda para proporcionar los sistemas activos. Uno de los aportes innovadores consideradas en estudio era proporcionar unos cambios en el cálculo actual de carga térmica de calefacción y refrigeración, que se actualmente hacen y no incluyen en el cálculo final las ganancias solares y aportes interiores. Una de las consecuencia de normativa actual es sobredimensionado de los sistemas y instalaciones que resulta con mayor consumo después. Los cambios propuestos incluyen cambio te temperatura exterior de invierno( de - 18ºC a -10ºC )que se toma en calculo y consideración de las ganancias en balance energético final. El resultado obtenido de los cálculos mostró que solo aplicando las estrategias de diseño solar pasivo determinadas en estudio se puede bajar la demanda alrededor de 3 veces, comparando con el consumo actual. Analizando las demandas de cuatro módulos dentro de bloque, se


89

encuentra bastante diferencia del orden de 1,5 veces entre módulo 3, que es bajo cubierta en la esquina y modulo 2, que es entre medianeras en la planta baja. Podemos concluir que la demanda energética de calefacción depende mucho de la forma de agregación en el bloque. El siguiente parte de investigación era encontrar la propuesta de sistema activo más optimo y más favorable desde punto de vista energético. Comparando las soluciones propuestas, el sistema convencional por agua caliente y sistema de recuperación de calor HRU que es el requisito principal para casas PassivHaus, ha dado el resultado que todavía aplicando el sistema de radiadores puede dar un ahorro significante. Utilizando además el HRU( Heat Recovery Unit ) para resolver la demanda de calefacción, se consigue un ahorro significante de casi 15 veces comparando con consumo actual. Uno de los conclusiones que provienen de eso es que las casas PassivHaus no podrán funcionar, o mejor dicho, no podrían conseguir el requisito de no sobrepasar 15 kWh/m2(a)/año de calefacción y refrigeración. Aunque los resultados nos direccionan que la mejor solución sería la utilización de recuperación de calor para tener menor consumo, hay desventajas de ese sistema, como requieren mantenimiento especifico regular sin cual pueden afectar a calidad de aire y salud de los ocupantes. Analizando la demanda frigorífica de cuatro módulos de bloque, no se ha encontrado la diferencia significante, únicamente las perdidas por transmisión en los módulos bajo cubierta son por un porcentaje pequeño mayores comparando con los de planta baja. Se puede concluir que el buen grado de aislamiento térmico de cubierta ha proporcionado que la demanda de todos los módulos es parecida. Calculando la demanda de sistema activos de refrigeración, se encontró que solo aplicando el sistema convencional de aire-acondicionado (Split System) se consigue demanda de 17 kWh/m2a/anual se es bastante ahorro, determinando durante el estudio que el consumo de refrigeración es importante igual como de calefacción. Otro sistemas propuestas eran sistemas de ventilación mecánica con sistemas suplementarios como Split System y ventilación geotérmica, que dan resultados bastante razonables, pero sin una gran diferencia de utilización de sistema convencional. La conclusión será que la más optima medida para refrigerar el interior de vivienda es la medida pasiva de ventilación natural y tratando de utilizar el acondicionamiento activo solo cuando es realmente necesario. Todo este estudio es hecho con el fin de concluir que en cualquier espacio arquitectónico se puede actuar desde el inicio del diseño sobre los parámetros ambientales que resultará el edificio a fin de proporcionar al usuario las condiciones de confort y de ser un edificio enérgicamente eficiente y creado con respeto a su entorno y medio ambiente y con menos demanda para sistemas activos. Uno de los aspectos muy importantes en todo el desarrollo sostenible es participación de los usuarios y sin su colaboración todo el diseño y intención de bajar el consumo energético no tendría tanto efecto.


90

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SERRA, R; COCH, H. Arquitectura y Energía Natural. Ediciones UPC,Barcelona, 1ª Edición 1995.

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Serbia

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España

CTE HE1_BOE/ 2006.


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http://www.seea.gov.rs/Serbian/Prezentacija1.htm


92

Anexos

1. Características físicas de recinto, Datos para Archisun: Forma y piel de edificio, U y Peso

de superficies, Peso interior

2. Tabla de materiales ( CD Anexos - Archivo: Tabla de materiales.pdf )

3. Presentación grafica de proyecto ( CD Anexos - Carpeta DWG PDF )

4. Archisun reporte ( CD Anexos - Archivo: Archisun report.pdf )

5. Balance y Variabilidad de Invierno ( CD Anexos - Archivos: Balance invierno.pdf y

Variabilidad invierno.pdf )

6. Calculo de demanda calorífica de modulo 3, en el CD -cálculo de los módulos y

propuesta de 3 sistemas activos( CD Anexos - Archivo: Demanda calorifica.pdf )

7. Balance de Verano( CD Anexos - Archivo: Balance verano.pdf )

8. Calculo de demanda frigorífica de modulo 3, en el CD - cálculo de los módulos y

propuesta de 3 sistemas activos( CD Anexos - Archivo: Demanda frigorifica.pdf )


93

1. Características físicas del recinto, Datos para

Archisun: Forma y piel de edificio, U y Peso de

superficies, Peso interior


94

DIMENSIONES FÍSICAS DEL RECINTO

Zona Superficie neto(m2)

Altura (h)

Volumen (m3)

Entrada-pasillo 8,2 2,6 21,32

Baño 4,87 2,5 12,175

Wc 1,75 2,5 4,375

Almacen 0,93 2,6 2,418

Lavado 1,68 2,6 4,368

Habitacion doble 11,17 2,82 31,4994

Habitacion 11,03 2,82 31,1046

Salon/Comedor/Cocina 29,4 2,82 82,908

∑ total 69,03 2,66 190,168

Superficie bruto 71,28

OPACOS Y TRANSPARENTES

MODUL 3

Plano

Área Opaco Transparente

Total Practicable Fijo

(m²) (m²) % (m²) % (m²) % (m²) %

Suelo 71,28 71,28 100% 0 0% 0 0% 0 0%

Cubierta 85,80 85,80 100% 0,00 0% 0 0% 0 0%

N 48,85 45,6 93% 3,25 7% 3,25 7% 0 0%

S 38,17 14,80 39% 18,60 49% 7,15 19% 11,45 30%

E 28,03 28,03 100% 0 0% 0 0% 0 0%

O 28,03 28,03 100% 0 0% 0 0% 0 0%

TOTAL 300,16 273,54 91% 21,85 7% 10,4

11,45

DIMENSIONES DE LAS SUPERFICIES

MODUL 2

Plano Área

(m²)

Suelo 71,28

Techo 71,28

N 36,04

S 33,40

E 23,56

O 23,56

TOTAL 259,12

DIMENSIONES DE LAS SUPERFICIES

MODUL 3

Plano Área

(m²)

Suelo 71,28

Cubierta 85,80

N 48,85

S 38,17

E 28,03

O 28,03

TOTAL 300,16


95

OPACOS Y TRANSPARENTES

MODUL 2

Plano

Área Opaco Transparente

Total Practicable Fijo

(m²) (m²) % (m²) % (m²) % (m²) %

Suelo 71,28 71,28 100% 0 0% 0 0% 0 0%

Techo 71,28 71,28 100% 0,00 0% 0 0% 0 0%

N 36,04 32,8 91% 3,25 9% 3,25 9% 0 0%

S 33,40 14,80 44% 18,60 56% 7,15 21% 11,45 34%

E 23,56 28,03 119% 0 0% 0 0% 0 0%

O 23,56 28,03 119% 0 0% 0 0% 0 0%

TOTAL 259,12 246,206 95% 21,85 8% 10,4

11,45

FORMA

Índice Fórmula / Cálculo Resultado

Compacidad C= Seq (sup. equivalente) / Sglobal

0,53 C= 159,18 / 300,16

Porosidad

P= Vep (vol. eq. de pátios) / Vt (vol. total edifício) 0 (zero)

P= 0 / 403

Alargamiento

A= c (lado corto en planta) / l (lado largo en planta) 0,66

A= 7,5 / 11,4

Esbeltez

E= h (altura del edifício) / √[(So/ π + h²)] 0,64

E= 4,0 / √(365.2/ 3.14 + 4,0²)

PIEL

Índice Fórmula / Cálculo Resultado

Adosamiento Ad= Sad (sup. adosada) / Sglobal

0,09 Ad= 28,03 / 300,16

Asentamiento

As= Sas (sup. asentada) / Sglobal 0,24

As= 71,28 / 300,16


96

U y Peso global de las superficies

Área Área sup. Espesor Peso total Peso

Si St e U Ki Unitario

m² m² m W/m²°C Σ(Si*U)/St Kg Kg/m²

SUELO

S1 4_SUELO CON TERRENO

baldosa de gres 0,015

mortero de agarre 0,02

mortero de nivelacion 0,04

Bloque de hormigon prefabricado 0,2

hilo de polietileno 0

Aislamiento PAROC FAS 3 0,25

lamina impermeabilizante 0

solera hormigon armado 0,2

capa de grava 0,15

S2 4_FORJADO

parquet de madera de roble 0,02

mortero de agarre 0,04

lana de roca 0,1


Mortero de cal 0,02

CUBIERTA

T1 5_CUBIERTA INCLINADA-krov

Enlucido de yeso aislante 0,01

Placa cartón-yeso 15mm (x2) 0,015

Perfilería de aluminio 0,07

Aire 0,36

tablero de madera 0,03



lamina impermeabilizante 0

camara de aire no ventilada + enrastrelado 0,04

tablero contrachapado 0,02

membrana impermeabilizante 0

tablero contrachapado 0,02

tejado 0,03

ESTE

F2 1_PARED MEDIANERA








OESTE

F1 1_PARED EXTERIOR

Paneles de madera 0,04

camara de aire ventilada 0,02



mortero adhesivo 0,01



313,8

28,03 28,0 0,15 4,2176 0,15 7862,415 280,5

28,03 28,0 0,41 11,63 0,41 8795,814

PLANO MATERIAL

ELEMENTO CONSTRUCTIVO

0,39

PESO POR SUPERFICIE (kg)

0

11.976 168,01

0

9,5 0,11

COEFICIENTE DE TRANSMISIÓN DE CALOR U (W/m² ºC)

Trans. tér.

Si*U

71,28 0,12 8,65 0,1271,28

71,28 71,28

85,8 85,8 44.659,08 520,50

0,39 28,06

0,11


97

NORTE

F1 1_PARED EXTERIOR








F3 1_PARED ENTRADA NORTE



Aire 0,133








C1 2_CARPINTERIA

madera de baja densidad, 10 cm-okvir 0,093

panel vidrio 0,004

gas 0,012

panel vidrio 0,004

gas 0,012

panel vidrio 0,036

C2 6_ PUERTA (entrada )

madera + perfileria de aluminio 0,01

aislante de lana de vidrio 0,13

SUR

F1 1_PARED EXTERIOR SUR








F4 1_(MURO INVERNADERO)

vidrio 4-12-4 0,012

camara de aire 0,133

Bloque de hormigon prefabricado masizo 0,28


C1 2_CARPINTERIA

madera de baja densidad, 10 cm-okvir 0,093

panel vidrio 0,004

gas 0,012

panel vidrio 0,004

gas 0,012

panel vidrio 0,036

TOTAL Sglobal Σ(Si*U) Σ(Si*U)/Sg Σ(kg)

Peso

total/Sglobal

Kg/m²

371,44 93,82 0,25 97167,59 261,60

18,60 0,9 17,112

38,2 0,558061,66

323,71

14,80 0,15 2,227

4,77 0,35 1,653211,20

0,92 2,99

0,71 1,36

0,22 15813,105

26,70

17,00

3,25

1,91

48,9

0,15 4,017479

0,14 2,409242


98

Peso interior

Elemento Cant. Peso/Ud

Peso total

(n) (Kg) (Kg)

Cocina-elementos de madera 1 150 150

Nevera 1 50 50

Horno 1 15 15

Microondas 1 10 10

Mesa con 6 sillas 1 45 45

Estanterias 2 20 40

Armarios 3 150 450

Cama doble 1 35 35

Cama 1 20 20

Lavadora 1 99 99

Lavavajillas 1 80 80

Estanterias almacen 1 40 40

Sofa 1 25 25

Sillas sofa (90 x 80) 3 15 45

Escritorio (270 x 60) 1 50 50

Silla escritorio (60 x 60) 1 7 7

Inodoro (70 x 40) 2 20 40

Bañera / Ducha 210 x 120) 1 50 50

Lavabo con pie (diam. 60) 2 50 100

Armario de baño (120 x 65) 1 10 10

TOTAL 1361


99

3. Presentación grafica de proyecto


100

5. Balance y Variabilidad de Invierno

Calculo de situacion de balance de invierno Dubravka Matic

1. MÉTODO ESTÁTICO - SITUACIÓN DE BALANCE- INVIERNO DIA (ENERO) BELGRADOMODULO 3 ENERGIA ADICIONAL1.A. TEMPERATURA MEDIA INTERIOR (Ti)


(I+D)

G (I+D) D a


G G





D: aportes medios internos, en W/m³G: coeficiente de intercambio térmico, en W/ºC m³

D´a : energia adicional necesaria para calefaccion activo , en W/ m³


(ºC) (W/m³) (W/m³) (W/ºC m³) (ºC) (ºC) (ºC) (W/m³)-2,30 3,70 2,60 0,53 9,56 20 10,44 5,54-10,00 3,70 2,60 0,53 1,86 20 18,14 9,63


190,17 Energia / dia= 25297,14 Wh180 (16/24h) Energia / dia= 25,30 kWh120

* -2,3 ºC Energia diaria / superficie E = 0,355 (kWh/m2)Por periodo de calefaccion E = 42,59 (kWh/m2)

Energia / dia= D´a x Vh x diaEnergia / dia= 43957,40 WhEnergia / dia= 43,96 kWh

* -10 ºC Energia diaria / superficie E = 0,617 (kWh/m2)Por periodo de calefaccion E = 74,00 (kWh/m2)

Ti = Te + ────

Vh (m3)

Superficie (m2)

Dias de calefaccion por añoHeating days

Ti + ∆Ti = [ Te + ──── ] + ──

6.9.2010 1


I = Svs Rv

Svs: superficie equivalente de ventana a Sur, en m²/m³

Svs Rv I(m²/m³) (W/m²) (W/m³)

0,04 82,92 3,70

Σ (Si γi CRi)

Vh

CRi: coeficiente según la orientación y las obstrucciones

S E/O N CubiertaEnero 1 0,4 0 0,6Julio 1 1,8 0,6 2,2

Sistema Si γi CRi Si γi CRi(m²) - - (m²)

Fachada S directo 18,60 0,40 1,00 7,44invernadero 4,77 0,22 1,00 1,05

Fachada E 28,03 0,00 0,40 0,00Fachada O 28,03 0,00 0,40 0,00Fachada N 48,85 0,00 0,00 0,00Cubierta 85,80 0,00 0,60 0,00

Σ (Si γi CRi) 8,49 Svc directo 0,0391Vh 190,17 Svc indirecto 0,0055Svs 0,045

Superficies captoras

Si: superficies captoras, en m²

γi: coeficiente de captación

- para sistemas directos vale de 0,4 a 0,7

- para sistemas indirectos γi = a re/ (re + ri)

a = coeficiente de absorción r = resistencias al paso de calor

Vh: volúmen habitable, em m³

Mes del año

1.B. GANANCIA MEDIA POR RADIACIÓN SOLAR (I)


Rv: radiación media en un plano vertical a Sur, en W/m²

Svs = ──────────

CRi típicos

6.9.2010 2


1.C. APORTE MEDIOS INTERNOS (D)

Σ (ni ei nhi)D = ─────────── Vh 24

ni: número de elementos que desprenden calor

ei nhi ni ei nhi

(W) (h) (Wh)Entrada - pasillo

5 20 0,15 15,00CocinaCocina 1 5000 0,3 1500,00Horno 1 1200 0,15 180,00Lavavajillas 1 2150 0,8 1720,00Nevera 1 180 1 180,00Congelador 1 320 0,3 96,00lamparas empotradas 4 20 2 160,00luminaria colgante 1 100 2 200,00microonda 1 800 0,15 120,00Baño, lavadora,WClamparas empotradas 5 30 1,5 225,00luminaria colgante 2 40 2 160,00plancha 1 1500 0,3 450,00Lavadora-1000class AAA 1 1800 0,3 540,00caldera 80(L) 1 1500 1 1500,00Secador pelo 1 2000 0,2 400,00Comedor & salonlamparas empotradas 5 20 2 200,00TV LCD 1 125 3 375,00Equipo Hi-Fi 1 150 1 150,00Luminaria de suelo 1 60 1 60,00luminaria colgante 1 100 1 100,00Habitacion doble 235,00lamparas empotradas 4 20 0,5 40,00TV LCD 1 125 1 125,00lamparas de mesa 2 35 1 70,00Habitacion 885,00lamparas de mesa 1 35 1 35,00luminaria colgante 1 100 1 100,00Ordenador 1 250 3 750,00

Σ 9451,003 100 8 2400,00

Σ (ni ei nhi) 11851,00Vh 24 4564,032

D 2,60 3

Personas

Vh: volúmen habitable, en m³

elemento ni

Iluminación acceso

Consumos dimensionados según hipotesis de consumo diario promedio de una familia con un hijo adolescente


ei: energía que desprende cada elemento, en W

nhi: número de horas diarias de funcionamiento

6.9.2010 3


Gt Gv G(W/ºC m³) (W/ºC m³) (W/ºC m³)

0,33 0,20 0,53

Σ (Si Ki αi)

Gt = ───────────

Vh

Sur E/O Norte Patio Cubierta Suelo LocalesEnero 0,9 1 1,1 0,8 1,2 0,4 0,5Julio 1 1,1 0,8 0,9 1,2 0 0,6

Si Ki αi Si Ki αi

( m²) (W/ºC m²) - (W/ºC)F1 opaco 14,80 0,15 0,9 2,00C1 Transparente 18,60 0,92 0,9 15,40F4 Invernadero 4,77 0,35 0,9 1,49

Fachada E localF1 Opaco 28,03 0,15 1,00 4,22

Fachada N F1 opaco 26,80 0,15 1,10 4,44F3 opaco 17,00 0,14 1,10 2,65Puerta_? 1,80 0,71 1,10 1,41C1 Transparente 3,25 0,92 1,10 3,29

Cubierta T1 Cubierta 85,80 0,11 1,20 11,39Suelo S2 Forjado 71,28 0,39 0,40 11,23Locales F2 Opaco 28,03 0,41 0,50 5,81

300,16Σ(Si Ki αi) 63,32

Vh 190,17Gt 0,33

Gv = 0,33 rh

Mes del año rh típicosEnero 0,25 a 2,5Julio 6 a 12

rh 0,6Gv 0,198

Fachada O

rh: volúmen horario de intercambio de aire en m³/(m³ h)


Mes del añoαi típicos

Fachada S


Gt: coeficiente de intercambio por transmisión, W/ºC m³

Gv: coeficiente de intercambio por ventilación, W/ºC m³

Si: superficies de la piel, en m²

Ki: coeficiente de transmisión del calor, em W/ºC m²

αi: coeficiente de situación de la superficie

1.D. COEFICIENTE DE INTERCAMBIO TÉRMICO (G)

G = Gt + Gv

Elemento Tipo

6.9.2010 4

Calculo de variabilidad invierno Dubravka Matic

2. MÉTODO DINÁMICO -SITUACIÓN DE VARIABILIDAD- INVIERNO DIA-NOCHE (ENERO)

MODULO 3 BELGRADO

2.A. OSCILACIÓN DE LA TEMPERATURA INTERIOR (δTi)

δTe (I+D)/G (I'+D')/G' (1 - e(-t.G'/M)

) δTi

(ºC) (ºC) (ºC) - (ºC)

6.83 11.86 2.59 0.15 2.49

δTi: oscilación de la temperatura interior, en ºC

δTe: oscilación efectiva de la temperatura exterior, en ºC



G: coeficiente de intercambio térmico, en W/ºC m³I', D', G': valores de

estos parámetros en (durante la

noche o en días

t: tiempo que dura la variación, en segundos

(h) (s)

16 57600

Tmáx Tmín δTe

(ºC) (ºC) (ºC)

16 -11.3 6.83

I D G (I+D)/G

(W/m³) (W/m³) (W/ºC m³) (ºC)

3.70 2.60 0.53 11.86

I'=(I total - I directa)*0.8

I' directa Svc 0.039

(W/m³) (m2) % Indirecta Svc 0.01

indirecta 1 4.77 20.41 Rv 82.92

directa 0 18.60 79.59 I directa total 3.24

otros casos media ponderada 0.80 I indirecta total 0.46

I' 0.3660

**adoptar los valores obtenidos en el cálculo de balance

δTe = ────────

(durante la noche o en días extremados)

superficiesistema de

captación

2.B. OSCILACIÓN EFECTIVA DE LA TEMPERATURA EXTERIOR (δTe)

2.C. CÁLCULO DE I, D, G**

2.D. CÁLCULO DE I', D', G'

I', D', G': valores de estos parámetros en el período de la variación

δTi =( δTe + ──── - ──── ) (1 - e(-t.G'/M)

)

G: coeficiente de intercambio térmico, en W/

⁰

C m³

(I+D) (I'+D')

G G'

___ _ 4

(Tmáx - Tmín)

M: masa térmica unitaria, en J/(ºC m³)


tiempo de la variación (t)


06/09/2010 1


ei nhi ni ei nhi

(W) (h) (Wh)

Entrada - pasillo

5 20 0.1 10.00

Cocina

Cocina 1 5700 0 0.00

Horno 1 2850 0 0.00

Lavavajillas 1 2150 0 0.00

Nevera 1 180 0 0.00

Congelador 1 320 0 0.00

lamparas empotradas 7 20 0 0.00

luminaria colgante 1 100 0 0.00

microonda 1 800 0 0.00

Baño, lavadora,WC


luminaria colgante 2 40 0.3 24.00

plancha 1 1500 0 0.00

Lavadora-1000class AAA 1 2150 0 0.00

caldera 80(L) 1 1500 0 0.00

Secador pelo 1 2000 0 0.00

Comedor & salon


TV LCD 1 125 0 0.00

Equipo Hi-Fi 1 150 0 0.00

1 190 0 0.00

Luminaria de suelo 1 60 0 0.00


Habitacion doble


TV LCD 1 125 1 125.00

lamparas de mesa 2 35 1 70.00

Habitacion



Equipo Hi-Fi 1 150 0 0.00

Amplificador gitarra 1 150 0 0.00

Ordenador 1 250 0 0.00

Σ

3 100 12 3600.00

Σ (n'i e'i nh'i) 3999.00

V'h 24 4564.032

D' 0.88

G't G'v G'

(W/ºC m³) (W/ºC m³) (W/ºC m³)

0.28 0.20 0.48

Σ (S'i K'i α'i)

G't = ───────────

V'h

G': coeficiente de intercambio térmico, en W/ºC m³


D': aportes medios internos, en W/m³

n'i: número de elementos que desprenden calor

e'i: energía que desprende cada elemento, en W

nh'i: número de horas diarias de funcionamiento

Σ (n'i e'i nh'i)

G't: coeficiente de intercambio por transmisión, W/ºC m³

G'v: coeficiente de intercambio por ventilación, W/ºC m³

Iluminación acceso

Proyector

Personas

G' = G't + G'v

elemento ni

Vh 24

D' = ────────────

06/09/2010 2


Sur E/O Norte Patio Cubierta Suelo Locales

Enero 0.9 1 1.1 0.8 1.2 0.4 0.5

Julio 1 1.1 0.8 0.9 1.2 0 0.6

Si Ki αi Si Ki αi

( m²) (W/ºC m²) - (W/ºC)

F1 opaco 14.80 0.15 0.9 2.00

C1 Transparente 18.60 0.48 0.9 8.07

F4 Invernadero 4.77 0.18 0.9 0.77

Fachada E local

Fachada O F1 Opaco 28.03 0.15 1.00 4.22

Fachada N F1 opaco 26.80 0.15 1.10 4.44

F3 opaco 17.00 0.14 1.10 2.65

Puerta_? 1.80 0.71 1.10 1.41

C1 Transparente 3.25 0.48 1.10 1.72

Cubierta T1 Cubierta 85.80 0.11 1.20 11.39

Suelo S2 Forjado 71.28 0.39 0.40 11.23

Locales F2 Opaco 28.03 0.41 0.50 5.81

300.16

Σ(S'i K'i α'i) 53.71

V'h 190.17

G't 0.28

G'v = 0,33 rh'

Mes del año rh típicos

Enero 0,25 a 2,5

Julio 6 a 12

rh' 0.6

G'v 0.198

S'i: superficies de la piel, en m²

α'i: coeficiente de situación de la superficie

Elemento Tipo

Mes del año

Fachada S

V'h: volúmen habitable, en m³

αi típicos


K'i: coeficiente de transmisión del calor, em W/

⁰

C m²

06/09/2010 3


Vh

cei

J/(ºC Kg)

materiales normales 840

agua 4.186

Ciclo Ct

día-noche 0.6

secuencial 0.7


e area Vi ρi cei Ct (Vi ρi cei Ct)

(m) (m²) (m³) (Kg/m³) (J/(ºC Kg)) - (J/ºC)

F1 0.44 63.42

mortero adhesivo 0.01 63.42 0.6342 840.00 840 0.60 268,494.91

Bloque de hormigon prefabricado 0.15 63.42 9.5130 900.00 960 0.60 4,931,539.20

Enlucido de yeso aislante 0.02 63.42 1.2684 600.00 840 0.60 383,564.16

F2 0.40 23.56 9.4240 0.60

hilo de polietileno 0 23.56 0.0000 0.00 1250 0.60 0.00

Bloque de hormigon prefabricado 0.15 23.56 3.5340 900.00 960 0.60 1,832,025.60


F3 0.82 17.00 13.9060 0.60

mortero adhesivo 0.01 17.00 0.1700 750.00 1050 0.60 80,325.00

Bloque de hormigon 0.15 17.00 2.5500 900.00 960 0.60 1,321,920.00


F4n 0.52 4.77 2.4804 0.60

tablero de madera 0.015 4.77 0.0716 290.00 920 0.60 11,453.72

poliestireno expandido 0.08 4.77 0.3816 33.00 1260 0.60 9,520.16


vidrio 6+6 0.012 4.77 0.0572 2,500.00 920 0.60 78,991.20

camara de aire 0.133 4.77 0.6344 0.00 1050 0.60 0.00

Bloque de hormigon prefabricado0.25 4.77 1.1925 900.00 960 0.60 618,192.00

Enlucido de yeso aislante 0.015 0.00 0.0000 600.00 840 0.60 0.00

S2 0.33 71.28 23.5224 0.60

parquet de madera de roble 0.02 71.28 1.4256 850.00 2390 0.60 1,737,663.84

mortero de agarre 0.04 71.28 2.8512 750.00 960 0.60 1,231,718.40

T1 0.54 85.80 46.3320 0.60


Placa cartón-yeso 15mm (x2)0.015 85.8 1.2870 900.00 840 0.60 583,783.20

Perfilería de aluminio 0.07 85.8 6.0060 2,700.00 880 0.60 8,562,153.60

Aire 0.36 85.8 30.8880 0.00 1050 0.60 0.00


Bloque de hormigon prefabricado0.15 85.8 12.8700 900.00 1260 0.60 8,756,748.00

737.63

1263.75

Σ(Vi ρi cei Ct) 31,350,567.20

Vh 190.17

M 164,857.22

t G' M (-t *G')/M 1 - e((-t *G')/M)

(s) (W/ºC m³) J/(ºC m³) - -

57600 0.48 164,857.22 -0.17 0.15

M: masa térmica unitaria, en J/(ºC m³)

Vi: volúmen de los materiales interiores en m³

ρi: densidad, en kg/m³

cei: calor específico, en J/(ºC Kg)

Ct: factor de tiempo

Σ (Vi ρi cei Ct)

2.E. CÁLCULO DE LA MASA TÉRMICA (M)

2.F. CÁLCULO DE (1 - e(-t.G'/M))

Material

Material

M = ────────────

06/09/2010 4


101

6. Cálculo de demanda calorífica de modulo 3

Anexo : Calculo de demanda calorifica de modulos de propuesta Tesina: Estrategias de diseño solar

pasivo para ahorro energetico

Calculo de carga térmica de los módulos

MODULO 1

(ENERO) BELGRADODIMENSIONES FÍSICAS DEL RECINTO

Zona

Su

pe

rfic

ie

ne

to

Altu

ra

(h) Vo

lum

en

(m2) (m) (m3)

M1.1 Entrada-pasillo 8.2 2.6 21.32

M1.2 Baño 4.87 2.5 12.175

M1.3 Wc 1.75 2.5 4.375

M1.4 Almacen 0.93 2.6 2.42

M1.5 Lavado 1.68 2.6 4.37

M1.6 Habitacion doble 11.17 2.82 31.50

M1.7 Habitacion 11.03 2.82 31.10

M1.8

Salon/Comedor/Co

cina 29.4 2.82 82.908

∑ total 69.03 2.66 190.17

Superficie bruto 71.28

`

M1.1 Entrada-pasillo Su

pe

rfic

ie

ne

to(m

2)

Altu

ra

(m

)

Vo

lum

en

(m3

)

8.2 2.6 21.32

Elemento Tipo L H Si Ki αi Si Ki αi Te Ti Ticonf.

∆Ti Qi

(m) (m) (m2) (W/oCm

2) - (W/

oC) (

oC) (

oC) (

oC) (

oC) ( W )

Fachada N F1 opaco 0.55 4.2 2.31 0.15 1.1 0.382 -10.0 -9.9 20 29.9 11.43

Fachada N C2 puerta entrada 1.91 0.71 1.1 1.497 3.0 3.09 20 16.9 25.31

Fachada N F1 opaco 1.20 4.2 3.13 0.15 1.1 0.518 3.0 3.09 20 16.9 8.76

2.40 ΣQi 45.50

0.11 47.95 W Qt 45.50

0.20 124.5301 W Qv 126.24

0.31 172.1 W Qa 171.74

0 Qas 0.00

0.03 Qd 0.63

Energía adicional necesaria para calefacción activo, en W/m3 D'a 8.06

Intercambio por transmisión

Intercambio por ventilación

Intercambio térmico

Radiación solar

Σ(Si Ki αi)

Gt(W/oCm

3)

Gv(W/oCm

3)

G (W/oCm

3)

Aportes medios internos

I (W/m3)

D (W/m3)

06/09/2010 1



M1.2 Baño Su

pe

rfic

ie

ne

to (

m2

)

Altu

ra

(m

)

Vo

lum

en

(m3

)

4.87 2.5 12.18


∆Ti Qi

(m) (m) (m2) (W/oCm

2) - (W/

oC) (

oC) (

oC) (

oC) (

oC) ( W )

Fachada N F1 opaco 1.80 4.2 7.56 0.15 1.1 1.251 3.0 24.05 22 -2.0 -2.56

1.25 ΣQi -2.56

0.10 23.77 W Qt -2.56

0.20 45.80 W Qv -4.94

0.30 69.58 W Qa -7.51

0 Qas 0.00

6.33 Qd 77.08

D'a -0.62

M1.3 Wc Su

pe

rfic

ie

ne

to (

m2

)

Altu

ra

(m

)

Vo

lum

en

(m3

)

1.75 2.5 4.375


∆Ti Qi

(m) (m) (m2) (W/oCm

2) - (W/

oC) (

oC) (

oC) (

oC) (

oC) ( W )

Fachada N F1 opaco 1.12 4.2 4.70 0.15 1.1 0.779 3.0 4.01 20 16.0 12.45

0.78 ΣQi 12.45

0.18 13.24 W Qt 12.45

0.20 14.73 W Qv 13.85

0.38 27.96 W Qa 26.30

0 Qas 0.00

0.38 Qd 1.67

D'a 6.01

M1.4 Almacen Su

pe

rfic

ie

ne

to (

m2

)

Altu

ra

(m

)

Vo

lum

en

(m3

)

0.93 2.6 2.418


∆Ti Qi

(m) (m) (m2) (W/oCm

2) - (W/

oC) (

oC) (

oC) (

oC) (

oC) ( W )

Fachada N F1 opaco 0.60 4.2 2.52 0.15 1.1 0.417 -10.0 -8.1 20 28.1 11.74

0.42 ΣQi 11.74

0.17 12.51 W Qt 11.74

0.20 14.36 W Qv 13.47

0.37 26.88 W Qa 25.21

0 Qas 0.00

0.69 Qd 1.67

D'a 10.43

Σ(Si Ki αi)

Intercambio por transmisión Gt(W/oCm

3)

Radiación solar I (W/m3)

Aportes medios internos D (W/m3)

Intercambio por ventilación Gv(W/oCm

3)

Intercambio térmico G (W/oCm

3)


3)


Σ(Si Ki αi)


3)


3)


3)


3)


Σ(Si Ki αi)


3)



Energía adicional necesaria para calefacción activo, en W/m3



06/09/2010 2



M1.5 Lavado Su

pe

rfic

ie

ne

to (

m2

)

Altu

ra

(m

)

Vo

lum

en

(m3

)

1.68 2.6 4.37


∆Ti Qi

(m) (m) (m2) (W/oCm

2) - (W/

oC) (

oC) (

oC) (

oC) (

oC) ( W )

Fachada N C1 carpintería 0.6 0.6 0.36 0.92 1.1 0.364 -10.0 2.49 20 17.5 6.38

Fachada N F1 opaco 1.10 4.2 4.26 0.15 1.1 0.705 -10.0 2.49 20 17.5 12.34

1.07 ΣQi 18.72

0.24 32.08 W Qt 18.72

0.20 25.95 W Qv 15.14

0.44 58.03 W Qa 33.86

0 Qas 0.00

5.53 Qd 24.17

D'a 7.75

M1.6 Habitacion doble Su

pe

rfic

ie

ne

to (

m2

)

Altu

ra

(m

)

Vo

lum

en

(m3

)

11.17 2.82 31.50


∆Ti Qi

(m) (m) (m2) (W/oCm

2) - (W/

oC) (

oC) (

oC) (

oC) (

oC) ( W )

Fachada S C1 carpintería 2.08 2.4 4.99 0.92 0.9 4.133 -10.0 -9.11 20 29.1 120.33

Fachada S F1 opaco 2.98 3.3 4.83 0.15 0.9 0.653 -10.0 -9.11 20 29.1 19.02

4.79 ΣQi 139.35

0.15 143.61 W Qt 139.35

0.20 187.11 W Qv 181.57

0.35 330.71 W Qa 320.92

0 Qas 0.00

0.31 Qd 9.79

D'a 10.19

Elemento Radiación Solar L H Si Yi CRi Si Yi CRi

(m) (m) (m2) - - (m2)

Fachada S Directo 2.08 2.4 4.99 0.40 1.00 2.00

Fachada S Invernadero 0.79 2.4 1.88 0.22 1.00 0.41

2.41

Svs 0.077

Rv 82.92

I (W/m3) 6.35


∆Ti Qi

(m) (m) (m2) (W/oCm

2) - (W/

oC) (

oC) (

oC) (

oC) (

oC) ( W )

Fachada S C1 carpintería 2.08 2.4 4.99 0.92 0.9 4.133 -10.0 9.03 20 11.0 45.36

Fachada S F1 opaco 2.98 3.3 4.83 0.15 0.9 0.653 -10.0 9.03 20 11.0 7.17

4.79 ΣQi 52.54

0.15 143.61 W Qt 52.54

0.20 187.11 W Qv 68.45

0.35 330.71 W Qa 120.98

6.35 Qas 199.94

0.31 Qd 9.79

D'a 3.84

Σ(Si Yi CRi)

Σ(Si Ki αi)

Σ(Si Ki αi)


3)


3)


Σ(Si Ki αi)


3)


3)




3)


3)

I (W/m3)


3)



3)


3)



Svs: Superficie equivalente de ventana a Sur, en m2/m

3

Rv: Radiación media en un plano vertical a Sur, en W/m2

I=Svs x Rv: Ganancia media por radiación solar, en W/m3



Radiación solar

06/09/2010 3



M1.7 Habitacion Su

pe

rfic

ie

ne

to (

m2

)

Altu

ra

(m

)

Vo

lum

en

(m3

)

11.03 2.82 31.10


∆Ti Qi

(m) (m) (m2) (W/oCm

2) - (W/

oC) (

oC) (

oC) (

oC) (

oC) ( W )


Fachada S F1 opaco 2.95 3.3 2.86 0.15 0.9 0.387 -10.0 -6.55 20 26.5 10.28

Fachada S F4 opaco 0.79 2.4 1.88 0.35 0.9 0.588 -10.0 -6.55 20 26.5 15.60

4.52 ΣQi 120.01

0.15 135.62 W Qt 120.01

0.20 184.76 W Qv 163.50

0.34 320.38 W Qa 283.50

0 Qas 0.00

1.19 Qd 36.88

D'a 9.11


(m) (m) (m2) - - (m2)



2.41

Svs 0.078

Rv 82.92

I (W/m3) 6.43


∆Ti Qi

(m) (m) (m2) (W/oCm

2) - (W/

oC) (

oC) (

oC) (

oC) (

oC) ( W )


Fachada S F1 opaco 2.95 3.3 2.86 0.15 0.9 0.387 -10.0 12.17 20 7.8 3.03

Fachada S F4 opaco 0.79 2.4 1.88 0.35 0.9 0.588 -10.0 12.17 20 7.8 4.60

4.52 ΣQi 35.37

0.15 135.62 W Qt 35.37

0.20 184.76 W Qv 48.19

0.34 320.38 W Qa 83.57

6.43 Qas 199.94

1.19 Qd 36.88

D'a 2.69

Σ(Si Ki αi)



Σ(Si Yi CRi)

G (W/oCm

3)



3)

Σ(Si Ki αi)


3)



3)


3)

Gv(W/oCm

3)



3






06/09/2010 4



M1.8

Salon/Comedor/C

ocina Su

pe

rfic

ie

ne

to (

m2

)

Altu

ra

(m

)

Vo

lum

en

(m

3)

29.4 2.82 82.91


∆Ti Qi

(m) (m) (m2) (W/oCm

2) - (W/

oC) (

oC) (

oC) (

oC) (

oC) ( W )


Fachada S F1 opaco 4.70 3.3 4.21 0.15 0.9 0.570 -10.0 -3.94 20 23.9 13.63

Fachada S F4 opaco 1.16 2.4 2.78 0.35 0.9 0.868 -10.0 -3.94 20 23.9 20.79

Fachada E F1 opaco 6.60 3.7 24.42 0.15 1 3.674 -10.0 -3.94 20 23.9 87.95

Fachada N C1 carpintería 3.15 1.2 3.78 0.92 1.1 3.825 -10.0 -3.94 20 23.9 91.57

Fachada N F1 opaco 4.11 4.2 13.48 0.15 1.1 2.231 -10.0 -3.94 20 23.9 53.41

18.22 ΣQi 436.21

0.22 546.72 W Qt 436.21

0.20 492.47 W Qv 392.93

0.42 1039.2 W Qa 829.15

0 Qas 0.00

2.53 Qd 210.04

D'a 10.00


(m) (m) (m2) - - (m2)



4.02


3Svs 0.048


Rv 82.92


I (W/m3) 4.02


∆Ti Qi

(m) (m) (m2) (W/oCm

2) - (W/

oC) (

oC) (

oC) (

oC) (

oC) ( W )


Fachada S F1 opaco 4.70 3.3 4.21 0.15 0.9 0.570 -10.0 5.69 20 14.3 8.15

Fachada S F4 opaco 1.16 2.4 2.78 0.35 0.9 0.868 -10.0 5.69 20 14.3 12.43

Fachada E F1 opaco 6.60 3.7 24.42 0.15 1 3.674 -10.0 5.69 20 14.3 52.59


Fachada N F1 opaco 4.11 4.2 13.48 0.15 1.1 2.231 -10.0 5.69 20 14.3 31.94

18.22 ΣQi 260.83

0.22 546.72 W Qt 260.83

0.20 492.47 W Qv 234.95

0.42 1039.2 W Qa 495.78

4.02 Qas 333.36

2.53 Qd 210.04

D'a 5.98


3)


I (W/m3)



Radiación solar

Gt(W/oCm

3)


Σ(Si Yi CRi)



3)


Σ(Si Ki αi)

Gt(W/oCm

3)


3)


3)

Σ(Si Ki αi)


06/09/2010 5



CARGA TERMICA REDUCIDA

Zona

Su

pe

rfic

ie

ne

to (

m2

)

Altu

ra

(m

)

Vo

lum

en

(m3

) Qt

(W)

Qv

(W)

Qt

(W)

Qv

(W)

Qas

(W)

Qd

(W)

Q0

( W )

Q1

( W )

M1.1 Entrada-pasillo 8.2 2.6 21.32 45.50 126.2 45.50 126.2 0 0.63 171.7 171.74

M1.2 Baño 4.87 2.5 12.175 -2.56 -4.94 -2.56 -4.94 0 77.1 -7.51 -7.51

M1.3 Wc 1.75 2.5 4.375 12.45 13.85 12.45 13.85 0 1.67 26.30 26.30

M1.4 Almacen 0.93 2.6 2.418 11.74 13.47 11.74 13.47 0 1.67 25.21 25.21

M1.5 Lavado 1.68 2.6 4.368 18.72 15.14 18.72 15.14 0 24.2 33.86 33.86

M1.6 Habitacion doble 11.17 2.82 31.499 139.35 181.6 52.54 68.45 199.9 9.79 320.9 120.98

M1.7 Habitacion 11.03 2.82 31.105 120.01 163.5 35.37 48.19 199.9 36.9 283.5 83.57

M1.8

Salon/Comedor/Co

cina 29.4 2.82 82.908 829.15 392.9 260.83 235.0 333.4 210 829.1 495.78

∑ total 69.03 2.66 190.17 1174.3 901.8 434.58 515.4 733.2 362 1683.2 949.94


q0 (W/m2) 24.38

q1 (W/m2) 13.76

qm (W/m2) 19.07

CALOR NECESARIA

Zona

Su

pe

rfic

ie

ne

to (

m2

)

Altu

ra

(m

)

Vo

lum

en

(m3

) Qt

(W)

Qv

(W)

Qas

(W)

Qd

(W)

Q

( W )

M1.1 Entrada-pasillo 8.2 2.6 21.32 47.95 124.5 0 0.63 172.5

M1.2 Baño 4.87 2.5 12.175 23.77 45.80 0 77.08 69.6

M1.3 Wc 1.75 2.5 4.375 13.24 14.73 0 1.67 28.0

M1.4 Almacen 0.93 2.6 2.418 12.51 14.36 0 1.67 26.9

M1.5 Lavado 1.68 2.6 4.368 32.08 25.95 0 24.17 58.0

M1.6 Habitacion doble 11.17 2.82 31.499 143.61 187.1 199.9 9.79 330.7

M1.7 Habitacion 11.03 2.82 31.105 135.62 184.8 199.9 36.88 320.4

M1.8

Salon/Comedor/Co

cina 29.4 2.82 82.908 546.72 492.5 333.4 210.04 1039

∑ total 69.03 2.66 190.17 955.5 1090 733.2 361.9 2045


q0 (W/m2) 29.63

MODULO 1

nublado despejado

06/09/2010 6



MODULO 2

(ENERO) BELGRADO


Zona

Su

pe

rfic

ie

ne

to

Altu

ra

(h

)

Vo

lum

en

(m2) (m) (m3)


M2.2 Baño 4.87 2.5 12.175

M2.3 Wc 1.75 2.5 4.375

M2.4 Almacen 0.93 2.6 2.418

M2.5 Lavado 1.68 2.6 4.368


M2.7 Habitacion 11.03 2.82 31.10

M2.8

Salon/Comedor/Co

cina 29.4 2.82 82.908

∑ total 69.03 2.66 190.2


`


pe

rfic

ie

ne

to (

m2

)

Altu

ra

(m

)

Vo

lum

en

(m3

)

8.2 2.6 21.32


∆Ti Qi

(m) (m) (m2) (W/oCm

2) - (W/

oC) (

oC) (

oC) (

oC) (

oC) ( W )

Fachada N F1 opaco 0.55 4.2 2.31 0.15 1.1 0.382 -10.0 -9.89 20 29.9 11.43

Fachada N C2 puerta entrada 0 0.71 1.1 0.000 3.0 3.11 20 16.9 0.00

Fachada N F1 opaco 1.20 4.2 5.04 0.15 1.1 0.834 3.0 3.11 20 16.9 14.09

1.22 ΣQi 25.51

0.06 24.33 W Qt 25.51

0.20 124.5301 W Qv 126.16

0.26 152.3 W Qa 151.67

0 Qas 0.00

0.03 Qd 0.63

Energía adicional necesaria para calefacción activo, en W/m3 D'a 7.11

Radiación solar


I (W/m3)

D (W/m3)




Σ(Si Ki αi)

Gt(W/oCm

3)

Gv(W/oCm

3)

G (W/oCm

3)

06/09/2010 7



M2.2 Baño Su

pe

rfic

ie

ne

to (

m2

)

Altu

ra

(m

)

Vo

lum

en

(m3

)

4.87 2.5 12.18


∆Ti Qi

(m) (m) (m2) (W/oCm

2) - (W/

oC) (

oC) (

oC) (

oC) (

oC) ( W )

Fachada N F1 opaco 1.80 4.2 7.56 0.15 1.1 1.251 3.0 24.05 22 -2.0 -2.56

1.25 ΣQi -2.56

0.10 23.77 W Qt -2.56

0.20 45.80 W Qv -4.94

0.30 69.58 W Qa -7.51

0 Qas 0.00

6.33 Qd 77.08

D'a -0.62

M2.3 Wc Su

pe

rfic

ie

ne

to (

m2

)

Altu

ra

(m

)

Vo

lum

en

(m3

)

1.75 2.5 4.375


∆Ti Qi

(m) (m) (m2) (W/oCm

2) - (W/

oC) (

oC) (

oC) (

oC) (

oC) ( W )

Fachada N F1 opaco 1.12 4.2 4.70 0.15 1.1 0.779 3.0 4.01 20 16.0 12.45

0.78 ΣQi 12.45

0.18 13.24 W Qt 12.45

0.20 14.73 W Qv 13.85

0.38 27.96 W Qa 26.30

0 Qas 0.00

0.38 Qd 1.67

D'a 6.01

M2.4 Almacen Su

pe

rfic

ie

ne

to (

m2

)

Altu

ra

(m

)

Vo

lum

en

(m3

)

0.93 2.6 2.418


∆Ti Qi

(m) (m) (m2) (W/oCm

2) - (W/

oC) (

oC) (

oC) (

oC) (

oC) ( W )

Fachada N F1 opaco 0.60 4.2 2.52 0.15 1.1 0.417 -10.0 -8.1 20 28.1 11.74

0.42 ΣQi 11.74

0.17 12.51 W Qt 11.74

0.20 14.36 W Qv 13.47

0.37 26.88 W Qa 25.21

0 Qas 0.00

0.69 Qd 1.67

D'a 10.43

Σ(Si Ki αi)



3)


3)



Gt(W/oCm

3)



3)


3)

Σ(Si Ki αi)


3)

Σ(Si Ki αi)


3)





3)

G (W/oCm

3)





06/09/2010 8



M2.5 Lavado Su

pe

rfic

ie

ne

to (

m2

)

Altu

ra

(m)

Vo

lum

en

(m3

)

1.68 2.6 4.37


∆Ti Qi

(m) (m) (m2) (W/oCm

2) - (W/

oC) (

oC) (

oC) (

oC) (

oC) ( W )


Fachada N F1 opaco 1.10 4.2 4.26 0.15 1.1 0.705 -10.0 2.49 20 17.5 12.34

1.07 ΣQi 18.72

0.24 32.08 W Qt 18.72

0.20 25.95 W Qv 15.14

0.44 58.03 W Qa 33.86

0 Qas 0.00

5.53 Qd 24.17

D'a 7.75


pe

rfic

ie

ne

to (

m2

)

Altu

ra

(m

)

Vo

lum

en

(m3

)

11.17 2.82 31.50


∆Ti Qi

(m) (m) (m2) (W/oCm

2) - (W/

oC) (

oC) (

oC) (

oC) (

oC) ( W )


Fachada S F1 opaco 2.98 3.3 4.83 0.15 0.9 0.653 -10.0 -9.11 20 29.1 19.02

4.79 ΣQi 139.35

0.15 143.61 W Qt 139.35

0.20 187.11 W Qv 181.57

0.35 330.71 W Qa 320.92

0 Qas 0.00

0.31 Qd 9.79

D'a 10.19


(m) (m) (m2) - - (m2)



2.41


3Svs 0.077


Rv 82.92


I (W/m3) 6.35


∆Ti Qi

(m) (m) (m2) (W/oCm

2) - (W/

oC) (

oC) (

oC) (

oC) (

oC) ( W )


Fachada S F1 opaco 2.98 3.3 4.83 0.15 0.9 0.653 -10.0 9.03 20 11.0 7.17

4.79 ΣQi 52.54

0.15 143.61 W Qt 52.54

0.20 187.11 W Qv 68.45

0.35 330.71 W Qa 120.98

6.35 Qas 199.94

0.31 Qd 9.79

D'a 3.84

Gv(W/oCm

3)

Σ(Si Ki αi)

Σ(Si Ki αi)


3)


3)







3)


3)


3)


Σ(Si Ki αi)


3)


3)





3)


Σ(Si Yi CRi)

06/09/2010 9



M2.7 Habitacion Su

pe

rfic

ie

ne

to (

m2

)

Altu

ra

(m

)

Vo

lum

en

(m3

)

11.03 2.82 31.10


∆Ti Qi

(m) (m) (m2) (W/oCm

2) - (W/

oC) (

oC) (

oC) (

oC) (

oC) ( W )


Fachada S F1 opaco 2.95 3.3 2.86 0.15 0.9 0.387 -10.0 -6.55 20 26.5 10.28

Fachada S F4 opaco 0.79 2.4 1.88 0.35 0.9 0.588 -10.0 -6.55 20 26.5 15.60

4.52 ΣQi 120.01

0.15 135.62 W Qt 120.01

0.20 184.76 W Qv 163.50

0.34 320.38 W Qa 283.50

0 Qas 0.00

1.19 Qd 36.88

D'a 9.11


(m) (m) (m2) - - (m2)



2.41


3Svs 0.078


Rv 82.92


I (W/m3) 6.43


∆Ti Qi

(m) (m) (m2) (W/oCm

2) - (W/

oC) (

oC) (

oC) (

oC) (

oC) ( W )


Fachada S F1 opaco 2.95 3.3 2.86 0.15 0.9 0.387 -10.0 12.17 20 7.8 3.03

Fachada S F4 opaco 0.79 2.4 1.88 0.35 0.9 0.588 -10.0 12.17 20 7.8 4.60

4.52 ΣQi 35.37

0.15 135.62 W Qt 35.37

0.20 184.76 W Qv 48.19

0.34 320.38 W Qa 83.57

6.43 Qas 199.94

1.19 Qd 36.88

D'a 2.69


3)


3)

Σ(Si Ki αi)


3)


3)


Gv(W/oCm

3)






Σ(Si Ki αi)


3)


Σ(Si Yi CRi)

06/09/2010 10



M2.8

Salon/Comedor/C

ocina Su

pe

rfic

ie

ne

to (

m2

)

Altu

ra

(m)

Vo

lum

en

(m3

)

29.4 2.82 82.91


∆Ti Qi

(m) (m) (m2) (W/oCm

2) - (W/

oC) (

oC) (

oC) (

oC) (

oC) ( W )


Fachada S F1 opaco 4.70 3.3 4.21 0.15 0.9 0.570 -10.0 -3.22 20 23.2 13.22

Fachada S F4 opaco 1.16 2.4 2.78 0.35 0.9 0.868 -10.0 -3.22 20 23.2 20.16


Fachada N F1 opaco 4.11 4.2 13.48 0.15 1.1 2.231 -10.0 -3.22 20 23.2 51.81

14.55 ΣQi 337.79

0.18 436.48 W Qt 337.79

0.20 492.47 W Qv 381.12

0.37 928.96 W Qa 718.92

0 Qas 0.00

2.53 Qd 210.04

D'a 8.67


(m) (m) (m2) - - (m2)



4.02


3Svs 0.048


Rv 82.92


I (W/m3) 4.02


∆Ti Qi

(m) (m) (m2) (W/oCm

2) - (W/

oC) (

oC) (

oC) (

oC) (

oC) ( W )


Fachada S F1 opaco 4.70 3.3 4.21 0.15 0.9 0.570 -10.0 7.55 20 12.5 7.09

Fachada S F4 opaco 1.16 2.4 2.78 0.35 0.9 0.868 -10.0 7.55 20 12.5 10.81


Fachada N F1 opaco 4.11 4.2 13.48 0.15 1.1 2.231 -10.0 7.55 20 12.5 27.78

14.55 ΣQi 181.16

0.18 436.48 W Qt 181.16

0.20 492.47 W Qv 204.39

0.37 928.96 W Qa 385.55

4.02 Qas 333.36

2.53 Qd 210.04

D'a 4.65


3)


3)

Σ(Si Ki αi)


3)


3)


3)



D (W/m3)


3)


Σ(Si Ki αi)



Σ(Si Yi CRi)


06/09/2010 11




Zona

Su

pe

rfic

ie

ne

to (

m2

)

Altu

ra

(m)

Vo

lum

en

(m3

) Qt

(W)

Qv

(W)

Qt

(W)

Qv

(W)

Qas

(W)

Qd

(W)

Q0

( W )

Q1

( W )


M2.2 Baño 4.87 2.5 12.175 -2.56 -4.94 -2.56 -4.94 0 77.1 -7.51 -7.51

M2.3 Wc 1.75 2.5 4.375 12.45 13.85 12.45 13.85 0 1.67 26.30 26.30

M2.4 Almacen 0.93 2.6 2.418 11.74 13.47 11.74 13.47 0 1.67 25.21 25.21

M2.5 Lavado 1.68 2.6 4.368 18.72 15.14 18.72 15.14 0 24.2 33.86 33.86


M2.7 Habitacion 11.03 2.82 31.105 120.01 163.5 35.37 48.19 199.9 36.9 283.50 83.57

M2.8

Salon/Comedor/Co

cina 29.4 2.82 82.908 337.79 381.1 181.16 204.4 333.4 210 718.92 385.55

∑ total 69.03 2.66 190.17 663.00 889.9 334.92 484.7 733.2 362 1552.9 819.63


q0 (W/m2) 22.50

q1 (W/m2) 11.87

qm (W/m2) 17.18

CALOR NECESARIA

Zona

Su

pe

rfic

ie

ne

to (

m2

)

Altu

ra

(m)

Vo

lum

en

(m3

) Qt

(W)

Qv

(W)

Qas

(W)

Qd

(W)

Q

( W )


M2.2 Baño 4.87 2.5 12.175 23.77 45.80 0 77.08 69.6

M2.3 Wc 1.75 2.5 4.375 13.24 14.73 0 1.67 28.0

M2.4 Almacen 0.93 2.6 2.418 12.51 14.36 0 1.67 26.9

M2.5 Lavado 1.68 2.6 4.368 32.08 25.95 0 24.17 58.0


M2.7 Habitacion 11.03 2.82 31.105 135.62 184.8 199.9 36.88 320.4

M2.8

Salon/Comedor/Co

cina 29.4 2.82 82.908 436.48 492.5 333.4 210.04 929.0

∑ total 69.03 2.66 190.17 821.6 1090 733.2 361.9 1911


q0 (W/m2) 27.69

MODULO 2

nublado despejado

06/09/2010 12



MODULO 3

(ENERO) BELGRADO


Zona

Su

pe

rfic

ie

ne

to

Altu

ra

(h)

Vo

lum

en

(m2) (m) (m3)


M3.2 Baño 4.87 2.5 12.175

M3.3 Wc 1.75 2.5 4.375

M3.4 Almacen 0.93 2.6 2.418

M3.5 Lavado 1.68 2.6 4.368


M3.7 Habitacion 11.03 2.82 31.10

M3.8

Salon/Comedor/Co

cina 29.4 2.82 82.908

∑ total 69.03 2.66 190.2


`


pe

rfic

ie

ne

to (

m2

)

Altu

ra

(m

)

Vo

lum

en

(m3

)

8.2 2.6 21.32


∆Ti Qi

(m) (m) (m2) (W/oCm

2) - (W/

oC) (

oC) (

oC) (

oC) (

oC) ( W )

Fachada N F1 opaco 0.55 4.2 2.31 0.15 1.1 0.382 -10.0 -9.90 20 29.9 11.43


Fachada N F1 opaco 1.20 4.2 5.04 0.15 1.1 0.834 3.0 3.10 20 16.9 14.10

T1 cubierta 8.2 0.11 1.2 1.088 -10.0 -9.90 20 29.9 32.54

2.30 ΣQi 58.08

0.11 46.09 W Qt 58.08

0.20 124.5301 W Qv 126.24

0.31 185.3 W Qa 184.31

0 Qas 0.00

0.03 Qd 0.63

D'a 8.65


3)


Σ(Si Ki αi)


3)


3)



06/09/2010 13



M3.2 Baño Su

pe

rfic

ie

ne

to (

m2

)

Altu

ra

(m

)

Vo

lum

en

(m3

)

4.87 2.5 12.18


∆Ti Qi

(m) (m) (m2) (W/oCm

2) - (W/

oC) (

oC) (

oC) (

oC) (

oC) ( W )

Fachada N F1 opaco 1.80 4.2 7.56 0.15 1.1 1.251 3.0 20.89 22 1.1 1.39

T1 cubierta 4.87 0.11 1.2 0.646 -10.0 7.89 22 14.1 9.12

1.90 ΣQi 10.50

0.16 37.95 W Qt 10.50

0.20 71.11 W Qv 34.01

0.35 122.4 W Qa 44.51

0 Qas 0.00

6.33 Qd 77.08

D'a 3.66

M3.3 Wc Su

pe

rfic

ie

ne

to (

m2

)

Altu

ra

(m

)

Vo

lum

en

(m

3)

1.75 2.5 4.375


∆Ti Qi

(m) (m) (m2) (W/oCm

2) - (W/

oC) (

oC) (

oC) (

oC) (

oC) ( W )

Fachada N F1 opaco 1.12 4.2 4.70 0.15 1.1 0.779 3.0 3.89 20 16.1 12.54

T1 cubierta 1.75 0.11 1.2 0.232 -10.0 -9.11 20 29.1 6.76

1.01 ΣQi 19.31

0.23 20.7 W Qt 19.31

0.20 26.0 W Qv 25.22

0.43 46.9 W Qa 44.52

0 Qas 0.00

0.38 Qd 1.67

D'a 10.18

M3.4 Almacen Su

pe

rfic

ie

ne

to (

m2

)

Altu

ra

(m

)

Vo

lum

en

(m3

)

0.93 2.6 2.418


∆Ti Qi

(m) (m) (m2) (W/oCm

2) - (W/

oC) (

oC) (

oC) (

oC) (

oC) ( W )

Fachada N F1 opaco 0.60 4.2 2.52 0.15 1.1 0.417 -10.0 -8.4 20 28.4 11.83

T1 cubierta 0.93 0.11 1.2 0.123 -10.0 -8.4 20 28.4 3.50

0.54 ΣQi 15.33

0.22 16.22 W Qt 15.33

0.20 14.36 W Qv 13.58

0.42 30.58 W Qa 28.91

0 Qas 0.00

0.69 Qd 1.67

D'a 11.96

Σ(Si Ki αi)


3)




3)


3)


3)


Σ(Si Ki αi)


3)


3)

G (W/oCm

3)


Σ(Si Ki αi)


3)







3)


06/09/2010 14



M3.5 Lavado Su

pe

rfic

ie

ne

to (

m2

)

Altu

ra

(m

)

Vo

lum

en

(m3

)

1.68 2.6 4.37


∆Ti Qi

(m) (m) (m2) (W/oCm

2) - (W/

oC) (

oC) (

oC) (

oC) (

oC) ( W )


Fachada N F1 opaco 1.10 4.2 4.26 0.15 1.1 0.705 -10.0 1.20 20 18.8 13.25

T1 cubierta 1.68 0.11 1.2 0.223 -10.0 1.20 20 18.8 4.19

1.29 ΣQi 24.29

0.30 38.77 W Qt 24.29

0.20 25.95 W Qv 16.26

0.49 64.72 W Qa 40.55

0 Qas 0.00

5.53 Qd 24.17

D'a 9.28


pe

rfic

ie

ne

to (

m2

)

Altu

ra

(m

)

Vo

lum

en

(m

3)

11.17 2.82 31.50


∆Ti Qi

(m) (m) (m2) (W/oCm

2) - (W/

oC) (

oC) (

oC) (

oC) (

oC) ( W )


Fachada S F1 opaco 2.98 3.3 4.83 0.15 0.9 0.653 -10.0 -9.22 20 29.2 19.09

T1 cubierta 11.17 0.11 1.2 1.482 -10.0 -9.22 20 29.2 43.31

6.27 ΣQi 183.17

0.20 188.07 W Qt 183.17

0.20 187.11 W Qv 182.22

0.40 375.18 W Qa 365.39

0 Qas 0.00

0.31 Qd 9.79

D'a 11.60


(m) (m) (m2) - - (m2)



2.41


3Svs 0.077


Rv 82.92


I (W/m3) 6.35


∆Ti Qi

(m) (m) (m2) (W/oCm

2) - (W/

oC) (

oC) (

oC) (

oC) (

oC) ( W )


Fachada S F1 opaco 2.98 3.3 4.83 0.15 0.9 0.653 -10.0 6.77 20 13.2 8.65

T1 cubierta 11.17 0.11 1.2 1.482 -10.0 6.77 20 13.2 19.61

6.27 ΣQi 82.94

0.20 188.07 W Qt 82.94

0.20 187.11 W Qv 82.51

0.40 375.18 W Qa 165.45

6.35 Qas 199.94

0.31 Qd 9.79

D'a 5.25


3)


Σ(Si Ki αi)


3)


3)


Σ(Si Ki αi)


3)





3)


3)


3)


Σ(Si Ki αi)


3)


3)




Σ(Si Yi CRi)

06/09/2010 15



M3.7 Habitacion Su

pe

rfic

ie

ne

to (

m2

)

Altu

ra

(m

)

Vo

lum

en

(m

3)

11.03 2.82 31.10


∆Ti Qi

(m) (m) (m2) (W/oCm

2) - (W/

oC) (

oC) (

oC) (

oC) (

oC) ( W )


Fachada S F1 opaco 2.95 3.3 2.86 0.15 0.9 0.387 -10.0 -7.10 20 27.1 10.49

Fachada S F4 opaco 0.79 2.4 1.88 0.35 0.9 0.588 -10.0 -7.10 20 27.1 15.93

T1 cubierta 11.03 0.11 1.2 1.464 -10.0 -7.10 20 27.1 39.67

6.57 ΣQi 178.12

0.21 197.16 W Qt 178.12

0.20 184.76 W Qv 166.92

0.41 381.92 W Qa 345.05

0 Qas 0.00

1.19 Qd 36.88

D'a 11.09


(m) (m) (m2) - - (m2)



2.41


3Svs 0.078


Rv 82.92


I (W/m3) 6.43


∆Ti Qi

(m) (m) (m2) (W/oCm

2) - (W/

oC) (

oC) (

oC) (

oC) (

oC) ( W )


Fachada S F1 opaco 2.95 3.3 2.86 0.15 0.9 0.387 -10.0 8.60 20 11.4 4.41

Fachada S F4 opaco 0.79 2.4 1.88 0.35 0.9 0.588 -10.0 8.60 20 11.4 6.70

T1 cubierta 11.03 0.11 1.2 1.464 -10.0 8.60 20 11.4 16.68

6.57 ΣQi 74.91

0.21 197.16 W Qt 74.91

0.20 184.76 W Qv 70.20

0.41 381.92 W Qa 145.11

6.43 Qas 199.94

1.19 Qd 36.88

D'a 4.67

G (W/oCm

3)

Σ(Si Ki αi)


3)


3)


Σ(Si Ki αi)


3)


3)







3)


Σ(Si Yi CRi)

06/09/2010 16



M3.8

Salon/Comedor/C

ocina Su

pe

rfic

ie

ne

to (

m2

)

Altu

ra

(m

)

Vo

lum

en

(m3

)

29.4 2.82 82.91


∆Ti Qi

(m) (m) (m2) (W/oCm

2) - (W/

oC) (

oC) (

oC) (

oC) (

oC) ( W )


Fachada S F1 opaco 4.70 3.3 4.21 0.15 0.9 0.570 -10.0 -4.55 20 24.6 13.98

Fachada S F4 opaco 1.16 2.4 2.78 0.35 0.9 0.868 -10.0 -4.55 20 24.6 21.32

Fachada E F1 opaco 6.60 3.7 24.42 0.15 1 3.674 -10.0 -4.55 20 24.6 90.21


Fachada N F1 opaco 4.11 4.2 13.48 0.15 1.1 2.231 -10.0 -4.55 20 24.6 54.78

T1 cubierta 29.4 0.11 1.2 3.901 -10.0 -4.55 20 24.6 95.78

22.13 ΣQi 543.18

0.27 663.76 W Qt 543.18

0.20 492.47 W Qv 403.01

0.46 1156.2 W Qa 946.19

0 Qas 0.00

2.53 Qd 210.04

D'a 11.41


(m) (m) (m2) - - (m2)



4.02


3Svs 0.048


Rv 82.92


I (W/m3) 4.02


∆Ti Qi

(m) (m) (m2) (W/oCm

2) - (W/

oC) (

oC) (

oC) (

oC) (

oC) ( W )


Fachada S F1 opaco 4.70 3.3 4.21 0.15 0.9 0.570 -10.0 4.10 20 15.9 9.06

Fachada S F4 opaco 1.16 2.4 2.78 0.35 0.9 0.868 -10.0 4.10 20 15.9 13.81

Fachada E F1 opaco 6.60 3.7 24.42 0.15 1 3.674 -10.0 4.10 20 15.9 58.43


Fachada N F1 opaco 4.11 4.2 13.48 0.15 1.1 2.231 -10.0 4.10 20 15.9 35.48

T1 cubierta 29.4 0.11 1.2 3.901 -10.0 4.10 20 15.9 62.04

22.13 ΣQi 351.81

0.27 663.76 W Qt 351.81

0.20 492.47 W Qv 261.02

0.46 1156.2 W Qa 612.83

4.02 Qas 333.36

2.53 Qd 210.04

D'a 7.39

Σ(Si Ki αi)


3)




3)


3)

I (W/m3)

Σ(Si Ki αi)


3)


3)



Σ(Si Yi CRi)



3)

Radiación solar

06/09/2010 17




Zona

Su

pe

rfic

ie

ne

to (

m2

)

Altu

ra

(m

)

Vo

lum

en

(m3

) Qt

(W)

Qv

(W)

Qt

(W)

Qv

(W)

Qas

(W)

Qd

(W)

Q0

( W )

Q1

( W )


M3.2 Baño 4.87 2.5 12.175 10.50 34.01 10.50 34.01 0 77.1 44.51 44.51

M3.3 Wc 1.75 2.5 4.375 19.31 25.22 19.31 25.22 0 1.67 44.52 44.52

M3.4 Almacen 0.93 2.6 2.418 15.33 13.58 15.33 13.58 0 1.67 28.91 28.91

M3.5 Lavado 1.68 2.6 4.368 24.29 16.26 24.29 16.26 0 24.2 40.55 40.55


M3.7 Habitacion 11.03 2.82 31.105 178.12 166.9 74.91 70.20 199.9 36.9 345.05 145.11

M3.8

Salon/Comedor/Co

cina 29.4 2.82 82.908 543.18 403.0 351.81 261.0 333.4 210 946.19 612.83

∑ total 69.03 2.66 190.17 1032.0 967.5 637.17 629.0 733.2 362 1999.4 1266.2


q0 (W/m2) 28.96

q1 (W/m2) 18.34

qm (W/m2) 23.65

CALOR NECESARIA

Zona

Su

pe

rfic

ie

ne

to (

m2

)

Altu

ra

(m

)

Vo

lum

en

(m

3)

Qt

(W)

Qv

(W)

Qas

(W)

Qd

(W)

Q

( W )


M3.2 Baño 4.87 2.5 12.175 37.95 71.11 0 77.08 109.1

M3.3 Wc 1.75 2.5 4.375 20.72 25.99 0 1.67 46.7

M3.4 Almacen 0.93 2.6 2.418 16.22 14.36 0 1.67 30.6

M3.5 Lavado 1.68 2.6 4.368 38.77 25.95 0 24.17 64.7


M3.7 Habitacion 11.03 2.82 31.105 197.16 184.8 199.9 36.88 381.9

M3.8

Salon/Comedor/Co

cina 29.4 2.82 82.908 663.76 492.5 333.4 210.04 1156

∑ total 69.03 2.66 190.17 1208.7 1126 733.2 361.9 2335


q0 (W/m2) 33.83

MODULO 3

nublado despejado

06/09/2010 18



MODULO 4

(ENERO) BELGRADO


Zona

Su

pe

rfic

ie

ne

to

Altu

ra

(h

)

Vo

lum

en

(m2) (m) (m3)


M4.2 Baño 4.87 2.5 12.175

M4.3 Wc 1.75 2.5 4.375

M4.4 Almacen 0.93 2.6 2.418

M4.5 Lavado 1.68 2.6 4.368


M4.7 Habitacion 11.03 2.82 31.10

M4.8

Salon/Comedor/Co

cina 29.4 2.82 82.908

∑ total 69.03 2.66 190.17


`


pe

rfic

ie

ne

to (

m2

)

Altu

ra

(m

)

Vo

lum

en

(m3

)

8.2 2.6 21.32


∆Ti Qi

(m) (m) (m2) (W/oCm

2) - (W/

oC) (

oC) (

oC) (

oC) (

oC) ( W )

Fachada N F1 opaco 0.55 4.2 2.31 0.15 1.1 0.382 -10.0 -9.90 20 29.9 11.43


Fachada N F1 opaco 1.20 4.2 5.04 0.15 1.1 0.834 3.0 3.10 20 16.9 14.10

T1 cubierta 8.2 0.11 1.2 1.088 -10.0 -9.90 20 29.9 32.54

2.30 ΣQi 58.08

0.11 65.34 W Qt 58.08

0.20 119.6756 W Qv 126.24

0.31 185.0 W Qa 184.31

0 Qas 0.00

0.03 Qd 0.63

D'a 8.65


3)


Σ(Si Ki αi)


3)


3)



06/09/2010 19



M4.2 Baño Su

pe

rfic

ie

ne

to (

m2

)

Altu

ra

(m

)

Vo

lum

en

(m3

)

4.87 2.5 12.18


∆Ti Qi

(m) (m) (m2) (W/oCm

2) - (W/

oC) (

oC) (

oC) (

oC) (

oC) ( W )

Fachada N F1 opaco 1.80 4.2 7.56 0.15 1.1 1.251 3.0 20.89 22 1.1 1.39

T1 cubierta 4.87 0.11 1.2 0.646 -10.0 7.89 22 14.1 9.12

1.90 ΣQi 10.50

0.16 51.23 W Qt 10.50

0.20 65.09 W Qv 34.01

0.35 116.32 W Qa 44.51

0 Qas 0.00

6.33 Qd 77.08

D'a 3.66

M4.3 Wc Su

pe

rfic

ie

ne

to (

m2

)

Altu

ra

(m

)

Vo

lum

en

(m3

)

1.75 2.5 4.375


∆Ti Qi

(m) (m) (m2) (W/oCm

2) - (W/

oC) (

oC) (

oC) (

oC) (

oC) ( W )

Fachada N F1 opaco 1.12 4.2 4.70 0.15 1.1 0.779 3.0 3.89 20 16.1 12.54

T1 cubierta 1.75 0.11 1.2 0.232 -10.0 -9.11 20 29.1 6.76

1.01 ΣQi 19.31

0.23 25.27024 W Qt 19.31

0.20 21.66 W Qv 25.22

0.43 46.93 W Qa 44.52

0 Qas 0.00

0.38 Qd 1.67

D'a 10.18

M4.4 Almacen Su

pe

rfic

ie n

eto

(m2

)

Altu

ra

(m

)

Vo

lum

en

(m

3)

0.93 2.6 2.418


∆Ti Qi

(m) (m) (m2) (W/oCm

2) - (W/

oC) (

oC) (

oC) (

oC) (

oC) ( W )

Fachada N F1 opaco 0.60 4.2 2.52 0.15 1.1 0.417 -10.0 -8.4 20 28.4 11.83

T1 cubierta 0.93 0.11 1.2 0.123 -10.0 -8.4 20 28.4 3.50

0.54 ΣQi 15.33

0.22 16.22 W Qt 15.33

0.20 14.36 W Qv 13.58

0.42 30.58 W Qa 28.91

0 Qas 0.00

0.69 Qd 1.67

D'a 11.96

Σ(Si Ki αi)


3)




3)


3)


3)


Σ(Si Ki αi)


3)


3)

G (W/oCm

3)


Σ(Si Ki αi)


3)







3)


06/09/2010 20



M4.5 Lavado Su

pe

rfic

ie

ne

to (

m2

)

Altu

ra

(m

)

Vo

lum

en

(m

3)

1.68 2.6 4.37


∆Ti Qi

(m) (m) (m2) (W/oCm

2) - (W/

oC) (

oC) (

oC) (

oC) (

oC) ( W )


Fachada N F1 opaco 1.10 4.2 4.26 0.15 1.1 0.705 -10.0 1.20 20 18.8 13.25

T1 cubierta 1.68 0.11 1.2 0.223 -10.0 1.20 20 18.8 4.19

1.29 ΣQi 24.29

0.30 38.77 W Qt 24.29

0.20 25.95 W Qv 16.26

0.49 64.72 W Qa 40.55

0 Qas 0.00

5.53 Qd 24.17

D'a 9.28


pe

rfic

ie

ne

to (

m2

)

Altu

ra

(m

)

Vo

lum

en

(m3

)

11.17 2.82 31.50


∆Ti Qi

(m) (m) (m2) (W/oCm

2) - (W/

oC) (

oC) (

oC) (

oC) (

oC) ( W )


Fachada S F1 opaco 2.98 3.3 4.83 0.15 0.9 0.653 -10.0 -9.22 20 29.2 19.09

T1 cubierta 11.17 0.11 1.2 1.482 -10.0 -9.22 20 29.2 43.31

6.27 ΣQi 183.17

0.20 188.07 W Qt 183.17

0.20 187.11 W Qv 182.22

0.40 375.18 W Qa 365.39

0 Qas 0.00

0.31 Qd 9.79

D'a 11.60


(m) (m) (m2) - - (m2)



2.41


3Svs 0.077


Rv 82.92


I (W/m3) 6.35


∆Ti Qi

(m) (m) (m2) (W/oCm

2) - (W/

oC) (

oC) (

oC) (

oC) (

oC) ( W )


Fachada S F1 opaco 2.98 3.3 4.83 0.15 0.9 0.653 -10.0 6.77 20 13.2 8.65

T1 cubierta 11.17 0.11 1.2 1.482 -10.0 6.77 20 13.2 19.61

6.27 ΣQi 82.94

0.20 188.0744 W Qt 82.94

0.20 187.1064 W Qv 82.51

0.40 375.2 W Qa 165.45

6.35 Qas 199.94

0.31 Qd 9.79

D'a 5.25


3)


Σ(Si Ki αi)


3)


3)


Σ(Si Ki αi)


3)





3)


3)


3)


Σ(Si Ki αi)


3)


3)




Σ(Si Yi CRi)

06/09/2010 21



M4.7 Habitacion Su

pe

rfic

ie

ne

to (

m2

)

Altu

ra

(m

)

Vo

lum

en

(m3

)

11.03 2.82 31.10


∆Ti Qi

(m) (m) (m2) (W/oCm

2) - (W/

oC) (

oC) (

oC) (

oC) (

oC) ( W )


Fachada S F1 opaco 2.95 3.3 2.86 0.15 0.9 0.387 -10.0 -7.10 20 27.1 10.49

Fachada S F4 opaco 0.79 2.4 1.88 0.35 0.9 0.588 -10.0 -7.10 20 27.1 15.93

T1 cubierta 11.03 0.11 1.2 1.464 -10.0 -7.10 20 27.1 39.67

6.57 ΣQi 178.12

0.21 197.16 W Qt 178.12

0.20 184.76 W Qv 166.92

0.41 381.92 W Qa 345.05

0 Qas 0.00

1.19 Qd 36.88

D'a 11.09


(m) (m) (m2) - - (m2)



2.41


3Svs 0.078


Rv 82.92


I (W/m3) 6.43


∆Ti Qi

(m) (m) (m2) (W/oCm

2) - (W/

oC) (

oC) (

oC) (

oC) (

oC) ( W )


Fachada S F1 opaco 2.95 3.3 2.86 0.15 0.9 0.387 -10.0 8.60 20 11.4 4.41

Fachada S F4 opaco 0.79 2.4 1.88 0.35 0.9 0.588 -10.0 8.60 20 11.4 6.70

T1 cubierta 11.03 0.11 1.2 1.464 -10.0 8.60 20 11.4 16.68

6.57 ΣQi 74.91

0.21 197.1598 W Qt 74.91

0.20 184.7613 W Qv 70.20

0.41 381.9 W Qa 145.11

6.43 Qas 199.94

1.19 Qd 36.88

D'a 4.67

G (W/oCm

3)

Σ(Si Ki αi)


3)


3)


Σ(Si Ki αi)


3)


3)







3)


Σ(Si Yi CRi)

06/09/2010 22



M4.8

Salon/Comedor/C

ocina Su

pe

rfic

ie

ne

to (

m2

)

Altu

ra

(m

)

Vo

lum

en

(m3

)

29.4 2.82 82.91


∆Ti Qi

(m) (m) (m2) (W/oCm

2) - (W/

oC) (

oC) (

oC) (

oC) (

oC) ( W )


Fachada S F1 opaco 4.70 3.3 4.21 0.15 0.9 0.570 -10.0 -3.98 20 24.0 13.66

Fachada S F4 opaco 1.16 2.4 2.78 0.35 0.9 0.868 -10.0 -3.98 20 24.0 20.82


Fachada N F1 opaco 4.11 4.2 13.48 0.15 1.1 2.231 -10.0 -3.98 20 24.0 53.50

T1 cubierta 29.4 0.11 1.2 3.901 -10.0 -3.98 20 24.0 93.54

18.45 ΣQi 442.38

0.2225 553.53 W Qt 442.38

0.20 492.47 W Qv 393.58

0.42 1046.0 W Qa 835.96

0 Qas 0.00

2.53 Qd 210.04

D'a 10.08


(m) (m) (m2) - - (m2)



4.02


3Svs 0.048


Rv 82.92


I (W/m3) 4.02


∆Ti Qi

(m) (m) (m2) (W/oCm

2) - (W/

oC) (

oC) (

oC) (

oC) (

oC) ( W )


Fachada S F1 opaco 4.70 3.3 4.21 0.15 0.9 0.570 -10.0 5.59 20 14.4 8.21

Fachada S F4 opaco 1.16 2.4 2.78 0.35 0.9 0.868 -10.0 5.59 20 14.4 12.52


Fachada N F1 opaco 4.11 4.2 13.48 0.15 1.1 2.231 -10.0 5.59 20 14.4 32.17

T1 cubierta 29.4 0.11 1.2 3.901 -10.0 5.59 20 14.4 56.24

18.45 ΣQi 265.97

0.22 553.5281 W Qt 265.97

0.20 492.4735 W Qv 236.63

0.42 1046.0 W Qa 502.60

4.02 Qas 333.36

2.53 Qd 210.04

D'a 6.06


3)


3)

Σ(Si Ki αi)


3)

Σ(Si Ki αi)


3)


3)



D (W/m3)


3)




Σ(Si Yi CRi)


06/09/2010 23




Zona

Su

pe

rfic

ie

ne

to (

m2

)

Altu

ra

(m

)

Vo

lum

en

(m3

) Qt

(W)

Qv

(W)

Qt

(W)

Qv

(W)

Qas

(W)

Qd

(W)

Q0

( W )

Q1

( W )


M4.2 Baño 4.87 2.5 12.175 10.50 34.01 10.50 34.01 0 77.1 44.51 44.51

M4.3 Wc 1.75 2.5 4.375 19.31 25.22 19.31 25.22 0 1.67 44.52 44.52

M4.4 Almacen 0.93 2.6 2.418 15.33 13.58 15.33 13.58 0 1.67 28.91 28.91

M4.5 Lavado 1.68 2.6 4.368 24.29 16.26 24.29 16.26 0 24.2 40.55 40.55


M4.7 Habitacion 11.03 2.82 31.105 178.12 166.9 74.91 70.20 199.9 36.9 345.0 145.11

M4.8

Salon/Comedor/Co

cina 29.4 2.82 82.908 442.38 393.6 265.97 236.6 333.4 210 836 502.60

∑ total 69.03 2.66 190.2 931.18 958.0 551.33 604.6 733 362 1889 1156.0


q0 (W/m2) 27.37

q1 (W/m2) 16.75

qm (W/m2) 22.06

CALOR NECESARIA

Zona

Su

pe

rfic

ie

ne

to (

m2

)

Altu

ra

(m

)

Vo

lum

en

(m

3)

Qt

(W)

Qv

(W)

Qas

(W)

Qd

(W)

Q

( W )


M4.2 Baño 4.87 2.5 12.175 51.23 65.09 0 77.08 116.3

M4.3 Wc 1.75 2.5 4.375 25.27 21.66 0 1.67 46.9

M4.4 Almacen 0.93 2.6 2.418 16.22 14.36 0 1.67 30.6

M4.5 Lavado 1.68 2.6 4.368 38.77 25.95 0 24.17 64.7


M4.7 Habitacion 11.03 2.82 31.105 197.16 184.8 199.9 36.88 381.9

M4.8

Salon/Comedor/Co

cina 29.4 2.82 82.908 553.53 492.5 333.4 210.04 1046

∑ total 69.03 2.66 190.17 1135.6 1111 733.2 361.9 2247


q0 (W/m2) 32.55

MODULO 4

nublado despejado

06/09/2010 24



RESUMEN DE RESULTADOS

Qt

(W)

Qv

(W)

Qas

(W)

Qd

(W)

Q0

( W )

D'a

(W/m3)

q

(W/m2)

MODULO 1 434.6 515 733.2 361.9 949.9 5.00 13.76

MODULO 2 334.9 485 733.2 361.9 819.6 4.31 11.87

MODULO 3 637.2 629 733.2 361.9 1266 6.66 18.3

MODULO 4 551.3 605 733.2 361.9 1156 6.08 16.75

1958 2234 2933 1447.7 4192

Promedio/MODUL 489.5 558 733.2 361.9 1048 5.51 15.2

QT

(W)

QV

(W)

Q

(W)

D'a

(W/m3)

q

(W/m2)

955 1090 2045.2 10.75 29.63

822 1090 1911.4 10.05 27.69

1209 1126 2335.0 12.28 33.83

1136 1111 2246.7 11.81 32.55

4121 4417 8538.2

1030 1104 2134.6 11.22 30.9

Qd Ganancias internas MODUL1 1; 2

Qas Ganancias solares MODUL2 3; 4

Qo Energía adicional -sistemas activos MODUL3 5; 6

Qv Perdidas por ventilación MODUL4 7; 8

Qt Pérdidas por transmisión

Qo CARGA TERMICA

Q CALOR NECESARIA

Promedio/MODUL

MODULO 1

MODULO 2

MODULO 3

MODULO 4

955

822

1209

1136

1090

1090

1126

1111

950

820

1266

1156

733

733

733

733

362

362

362

362

0

250

500

750

1000

1250

1500

1750

2000

2250

2500

1 2 3 4 5 6 7 8

W

Modulo

Balance energético 4 módulos de propuesta

Qd

Qas

Qo

Qv

Qt

06/09/2010 25



Balance de

energía

Periodo de

calefacción So

lar

Inte

rna

s

Octubre-Marzo kW

h/m

2a

kW

h/m

2a

MODUL 1 30.6 15.10

MODUL 2 30.6 15.10

MODUL 3 30.6 15.10

MODUL 4 30.6 15.10

Bloque lineal de

4 módulos122 60.4

Promedio modulo 30.6 15.10

Dc Demanda calorífica



Qt Perdidas por transmisión

Qv Perdidas por ventilación

Demanda calorífica

Transmisión VentilaciónSistemas

activos

kWh/m2a kWh/m

2a kWh/m

2a

D'a

(kWh/m3a)


( kWh/m2a)

Demanda

calorífica


79.74 34.28 45.46 28.95

85.33 39.86 45.46 30.97

93.73 47.38 46.35 34.02

97.42 50.43 46.99 35.36

32.33

356.2 171.95 184.27 129.31

42.99 46.0789.06

0.00

10.00

20.00

30.00

40.00

50.00

60.00

70.00

80.00

90.00

100.00

1 2 3 4

kWh/m2a

Modulo


Dc

Qas

Qd

Qt

Qv

06/09/2010 26



Balance de

energía

Periodo de

calefacción So

lar

Inte

rna

s

Octubre-Marzo kW

h/m

2a

kW

h/m

2a

MODUL 1 30.6 15.10

MODUL 2 30.6 15.10

MODUL 3 30.6 15.10

MODUL 4 30.6 15.10

Bloque lineal de

4 módulos122 60.4

Promedio /

MODUL30.6 15.10

Dc Demanda calorífica

D'a Energía adicional -sistemas activos





CARGA TERMICA

39.63

34.20

52.83

48.23

D'a

(kWh/m3a)

kWh/m2akWh/m

2akWh/m

2a

19.18

17.51

18.13 21.50 14.39

13.97 20.22 12.41

23.00 25.23

26.58 26.24

174.9

15.8723.3020.4243.72

63.4893.1981.69


( kWh/m2a)

Energía

adicional

Sistemas

activos

Perdidas

VentilaciónTransmisión

GananciasEnergía

adicional

Sistemas

activos

0.00

10.00

20.00

30.00

40.00

50.00

60.00

70.00

80.00

90.00

100.00

1 2 3 4

kWh/m2a

Modulo


Dc

Da

Qas

Qd

Qt

Qv

06/09/2010 27



A Calefacción por agua caliente , sistema centralizado

B Recuperación HRU μ = 0,65 Unidad cada modulo

C Recuperación HRU + Heat Pump μ = 0,75 Sistema central

Da Energía adicional -sistemas activos

A Calefacción por agua caliente + energía primariaB HRU + energía primaria

C HRU + heat pump + energía primaria

Energía primaria

Energía

adicional A B C

Da

(kWh/m2a)

Da

(kWh/m2a)

Da

(kWh/m2a)

Da

(kWh/m2a)

Sistemas activos Sistemas activos Sistemas activos Sistemas activos

9.91

MODUL 2 34.20 37.62 11.97 8.55

MODUL 1 39.63 43.60 13.87

13.21

MODUL 4 48.23 53.05 16.88 12.06

MODUL 3 52.83 58.11 18.49

43.72

Promedio/ MODUL 43.72 48.09 15.30 10.93

Bloque lineal de 4

módulos 174.88 192.37 61.21

0.00

10.00

20.00

30.00

40.00

50.00

60.00

70.00

1 2 3 4

kWh/m2a

Modulo

Demanda de sistemas activos con su energía primaria

Da

A

B

C

06/09/2010 28



Ganancias internas

Qd Ganancias internas Ref. 1-perdidas, 2-ganancias

Qas Ganancias solares Modulo 3-perdidas, 4-ganancias

Qo Energía adicional -sistemas activos



Qac Demanda calorífica

Qad Energía adicional -sistemas activos

1 Modulo de referencia - Carga térmica y calefacción convencional

2 Modulo propuesta A

3 Modulo propuesta B

4 Modulo propuesta C

136.9

43.0

46.1

46.1137.6

43.7

30.6

30.6

15.1

15.1

0.0

25.0

50.0

75.0

100.0

125.0

150.0

175.0

200.0

1 2 3 4

kWh/m2a

Refer-Modul / Block-Modulo

Balance energético Modulo de referencia & Modulo de propuesta

Qd

Qas

Qo

Qv

Qt

137.6

43.7 43.7 43.7

144.5

48.1

15.310.9

0

25

50

75

100

125

150

175

1 2 3 4

kWh/m2a

Refer-Modul / Block-Modulo

Demanda calorífica y sistema activoModulo referente y propuesta

Qac

Qad

06/09/2010 29


102

7. Balance de Verano

Calculo de situacion de balance de verano Dubravka Matic

1. MÉTODO ESTÁTICO - SITUACIÓN DE BALANCE- VERANO DIA (JULIO) BELGRADO

MODULO 3


(I+D)

G

(I+D) Dá


G G G







Dá : energia adicional necesaria para refrigeracion activa , en W/ m³



27.60 3.27 2.21 2.26 30.03 24 6.03 13.61

33.00 3.27 2.21 2.26 35.43 24 11.43 25.82

71.28 Energia / dia= Dá x Vh x dia

190.17 Energia / dia= 62137.09 Wh

150 (12/24h) Energia / dia= 62.14 kWh

75

Energia diaria / superficie E = 0.872 (kWh/m2)

refrigeracion/año E = 65.38 (kWh/m2)

Energia / dia= 117825.63 Wh

Energia / dia= 117.83 kWh

Energia diaria / superficie E = 1.653 (kWh/m2)

refrigeracion/año E = 123.97 (kWh/m2)

Superficie (m2)

Vh (m3)

Dias de refrigeracion

Dias para calculo

1.A. TEMPERATURA MEDIA INTERIOR (Ti)

Ti = Te + ────

Ti + ∆Ti = [ Te + ──── ] + ──

06/09/2010 1


I = Svs Rv

Svs: superficie equivalente de ventana a Sur, en m²/m³

Svs Rv I

(m²/m³) (W/m²) (W/m³)

0.03 118.75 3.27

Σ (Si γi CRi)

Vh

CRi: coeficiente según la orientación y las obstrucciones

S E/O N Cubierta

Enero 1 0.4 0 0.6

Julio 1 1.8 0.6 2.2

Sistema Si γi CRi Si γi CRi

(m²) (m²)

Fachada S directo 18.60 0.40 0.60 4.46

invernadero 4.77 0.00 1.00 0.00

Fachada E 28.03 0.00 1.80 0.00

Fachada O 28.03 0.00 1.80 0.00

Fachada N 3.25 0.40 0.60 0.78

Cubierta 85.80 0.00 2.20 0.00

Σ (Si γi CRi) 5.24 Svc directo 0.02347

Vh 190.17 Svc indirecto 0

Svs 0.028

Mes del añoCRi típicos

Superficies

captoras

γi: coeficiente de captación

- para sistemas directos vale de 0,4 a 0,7

- para sistemas indirectos γi = a re/ (re + ri)

a = coeficiente de absorción

r = resistencias al paso de calor

Vh: volúmen habitable, em m³

1.B. GANANCIA MEDIA POR RADIACIÓN SOLAR (I)


Rv: radiación media en un plano vertical a Sur, en W/m²

Svs = ──────────

Si: superficies captoras, en m²

06/09/2010 2


1.C. APORTE MEDIOS INTERNOS (D)

Σ (ni ei nhi)

D = ───────────

Vh 24

ni: número de elementos que desprenden calor

Consumos dimensionados según hipotesis de consumo diario promedio de una familia con un hijo adolescente

ei nhi ni ei nhi

(W) (h) (Wh)

Entrada - pasillo

5 20 0.15 15.00

Cocina

Cocina 1 5000 0.15 750.00

Horno 1 1200 0 0.00

Lavavajillas 1 2150 0.8 1720.00

Nevera 1 180 1.5 270.00

Congelador 1 320 0.3 96.00



microonda 1 800 0 0.00

Baño, lavadora,WC



plancha 1 1500 0.3 450.00

Lavadora-1000class AAA 1 1800 0.3 540.00

caldera 80(L) 1 1500 1 1500.00

Secador pelo 1 2000 0.1 200.00

Comedor & salon


TV LCD 1 125 2 250.00

Equipo Hi-Fi 1 150 1 150.00

Luminaria de suelo 1 60 0.5 30.00


Habitacion doble 800.00

lamparas empotradas 4 20 0.5 40.00

TV LCD 1 125 1 125.00

lamparas de mesa 2 35 0.5 35.00

Habitacion 1285.00



Ordenador 1 250 3 750.00

Σ 7666.00

3 100 8 2400.00

Σ (ni ei nhi) 10066.00

Vh 24 4564.032

D 2.21

Personas

ei: energía que desprende cada elemento, en W

nhi: número de horas diarias de funcionamiento


elemento ni

Iluminación acceso


06/09/2010 3


Gt Gv G

(W/ºC m³) (W/ºC m³) (W/ºC m³)

0.28 1.98 2.26

Σ (Si Ki αi)

Gt = ───────────

Vh

Sur E/O Norte Patio Cubierta Suelo Locales

Enero 0.9 1 1.1 0.8 1.2 0.4 0.5

Julio 1 1.1 0.8 0.9 1.2 0 0.6

Si Ki αi Si Ki αi

( m²) (W/ºC m²) (W/ºC)

F1 opaco 14.80 0.15 1 2.23

C1 Transparente 18.60 0.92 1 17.11

F4A Invernadero 4.77 0.47 1 2.25

Fachada E local

F1 Opaco 28.03 0.15 1.10 4.64

Fachada N F1 opaco 26.80 0.15 0.80 3.23

F3 opaco 17.00 0.14 0.80 1.93

Puerta_? 1.80 0.71 0.80 1.03

C1 Transparente 3.25 0.92 0.80 2.39

Cubierta T1 Cubierta 85.80 0.11 1.20 11.39

Suelo S2 Forjado 71.28 0.39 0.00 0.00

Locales F2 Opaco 28.03 0.41 0.60 6.98

300.16

Σ(Si Ki αi) 53.16

Vh 190.17

Gt 0.28

Gv = 0,33 rh

Mes del año rh típicos

Enero 0,25 a 2,5

Julio 6 a 12

rh 6

Gv 1.98


Mes del añoαi típicos

Elemento Tipo

Fachada S

Fachada O

Gt: coeficiente de intercambio por transmisión, W/ºC m³

Gv: coeficiente de intercambio por ventilación, W/ºC m³

Si: superficies de la piel, en m²

Ki: coeficiente de transmisión del calor, em W/ºC m²

αi: coeficiente de situación de la superficie


1.D. COEFICIENTE DE INTERCAMBIO TÉRMICO (G)

G = Gt + Gv


06/09/2010 4


103

8. Cálculo de demanda frigorífica de modulo 3

Anexo: Calculo de demanda frigorifica de los modulos de propuesta Tesina: Estrategias de diseño solar pasivo

para ahorro energetico

MODULO 1

(JULIO) BELGRADO


Zona

Superf

ici

e n

eto

Altura

(h)

Volu

men

(m2) (m) (m3)


M1.2 Baño 4.87 2.5 12.18

M1.3 Wc 1.75 2.5 4.38

M1.4 Almacen 0.93 2.6 2.42

M1.5 Lavado 1.68 2.6 4.37


M1.7 Habitacion 11.03 2.82 31.10

M1.8

Salon/Comedor/C

ocina 29.4 2.82 82.908

∑ total 69.03 2.66 190.2


`

M1.1 Entrada-pasillo Superf

icie

neto

(m2)

Altura

(m

)

Volu

men

(m3)

8.2 2.6 21.32


∆Ti Qi

(m) (m) (m2) (W/oCm

2) - (W/

oC) (

oC) (

oC) (

oC) (

oC) ( W )

Fachada N F1 opaco 0.55 4.2 2.31 0.15 0.8 0.278 27.6 27.6 24 3.6 1.00

Fachada N C2 puerta entrada 1.91 0.71 0.8 1.089 26.0 26.0 24 2.0 2.19

Fachada N F1 opaco 1.20 4.2 3.13 0.15 0.8 0.377 26.0 26.0 24 2.0 0.76

1.74 ΣQi 3.96

0.08 0.35 W Qt 3.96

1.98 67.542 W Qv 152.57

2.06 67.9 W Qa 156.53

0 Qas 0.00

0.03 Qd 0.63

Energia adicional necesaria para refrigeracion activa, en W/m3 D'a 7.34

Intercambio por transmision

Intercambio por ventilacion

Intercambio termico

Radiacion solar


Σ(Si Ki αi)

Gt(W/oCm

3)

Gv(W/oCm

3)

G (W/oCm

3)

I (W/m3)

D (W/m3)

06/09/2010 1



M1.2 Baño Superf

icie

neto

(m2)

Altura

(m

)

Volu

men

(m3)

4.87 2.5 12.18


∆Ti Qi

(m) (m) (m2) (W/oCm

2) - (W/

oC) (

oC) (

oC) (

oC) (

oC) ( W )

Fachada N F1 opaco 1.80 4.2 7.56 0.15 0.8 0.910 26.0 29.25 24 5.2 4.78

0.91 ΣQi 4.78

0.07 2 W Qt 4.78

1.98 48.213 W Qv 126.51

2.05 50.033 W Qa 131.28

0 Qas 0.00

6.67 Qd 81.25


M1.3 Wc Superf

icie

neto

(m2)

Altura

(m

)

Volu

men

(m3)

1.75 2.5 4.375


∆Ti Qi

(m) (m) (m2) (W/oCm

2) - (W/

oC) (

oC) (

oC) (

oC) (

oC) ( W )

Fachada N F1 opaco 1.12 4.2 4.70 0.15 0.8 0.566 27.6 28.01 24 4.0 2.27

Σ(Si Ki αi) 0.57 ΣQi 2.27

0.13 2.04 W Qt 2.27

1.98 31.2 W Qv 34.70

2.11 33.223 W Qa 36.97

0 Qas 0.00

0.86 Qd 3.75


M1.4 Almacen Superf

icie

neto

(m2)

Altura

(m

)

Volu

men

(m3)

0.93 2.6 2.418


∆Ti Qi

(m) (m) (m2) (W/oCm

2) - (W/

oC) (

oC) (

oC) (

oC) (

oC) ( W )

Fachada N F1 opaco 0.60 4.2 2.52 0.15 0.8 0.303 27.6 29.2 24 5.2 1.56

0.30 ΣQi 1.56

0.13 1.09 W Qt 1.56

1.98 17.24 W Qv 24.68

2.11 18.328 W Qa 26.24

0 Qas 0.00

3.27 Qd 7.92


Radiacion solar I (W/m3)


Intercambio por transmision Gt(W/oCm

3)

Intercambio por ventilacion Gv(W/oCm

3)

Intercambio termico G (W/oCm

3)

Gv(W/oCm

3)


3)




3)


3)


Σ(Si Ki αi)


3)



3)


Σ(Si Ki αi)

06/09/2010 2



M1.5 Lavado Superf

icie

neto

(m2)

Altura

(m

)

Volu

men

(m3)

1.68 2.6 4.37


∆Ti Qi

(m) (m) (m2) (W/oCm

2) - (W/

oC) (

oC) (

oC) (

oC) (

oC) ( W )

Fachada N C1 carpinteria 0.6 0.6 0.36 0.92 0.8 0.265 27.6 33.95 24 9.9 2.64

Fachada N F1 opaco 1.10 4.2 4.26 0.15 0.8 0.513 27.6 33.95 24 9.9 5.10

0.78 ΣQi 7.74

0.18 2.80 W Qt 7.74

1.98 31.1 W Qv 86.04

2.16 33.935 W Qa 93.78

2.35 Qas 10.26

11.35 Qd 49.58


Elemento Radiacion Solar L H Si Yi CRi Si Yi CRi

(m) (m) (m2) - - (m2)

Fachada N Directo 0.6 0.6 0.36 0.40 0.60 0.09

Fachada N Invernadero 1.10 4.2 4.62 0.00 1.00 0.00

0.09

Svs: Superfice equivalente de ventana a Sur, en m2/m

3Svs 0.020

Rv: Radiacion media en un plano vertical a Sur, en W/m2

Rv 118.75

I=Svs x Rv: Ganancia media por radiacion solar, en W/m3

I (W/m3) 2.35

Σ(Si Yi CRi)



3)


3)



3)

Σ(Si Ki αi)

06/09/2010 3



M1.6 Habitacion doble Superf

icie

neto

(m2)

Altura

(m

)

Volu

men

(m3)

11.17 2.82 31.50


∆Ti Qi

(m) (m) (m2) (W/oCm

2) - (W/

oC) (

oC) (

oC) (

oC) (

oC) ( W )

Fachada S C1 carpinteria 2.08 2.4 4.99 0.92 1 4.593 27.6 30.19 24 6.2 28.45

Fachada S F1 opaco 2.98 3.3 4.83 0.15 1 0.726 27.6 30.19 24 6.2 4.50

5.32 ΣQi 32.95

0.17 19.15 W Qt 32.95

1.98 224.5 W Qv 386.33

2.15 243.68 W Qa 419.28

4.52 Qas 142.27

1.06 Qd 33.33



(m) (m) (m2) - - (m2)



1.20


3Svs 0.038


Rv 118.75


I (W/m3) 4.52

M1.7 Habitacion Superf

icie

neto

(m2)

Altura

(m

)

Volu

men

(m3)

11.03 2.82 31.10


∆Ti Qi

(m) (m) (m2) (W/oCm

2) - (W/

oC) (

oC) (

oC) (

oC) (

oC) ( W )


Fachada S F1 opaco 2.95 3.3 2.86 0.15 1 0.430 27.6 30.54 24 6.5 2.81

Fachada S F4 opaco 0.79 2.4 1.88 0.35 1 0.653 27.6 30.54 24 6.5 4.27

5.02 ΣQi 32.85

0.16 18.08 W Qt 32.85

1.98 221.7 W Qv 402.76

2.14 239.8 W Qa 435.61

4.57 Qas 142.27

1.72 Qd 53.54



(m) (m) (m2) - - (m2)



1.20


3Svs 0.039


Rv 118.75


I (W/m3) 4.57


3)



Σ(Si Yi CRi)


3)

Σ(Si Ki αi)

Σ(Si Yi CRi)


3)


3)




3)


3)

Σ(Si Ki αi)

06/09/2010 4



M1.8

Salon/Comedor/

Cocina Superf

icie

neto

(m2)

Altura

(m

)

Volu

men

(m3)

29.4 2.82 82.91


∆Ti Qi

(m) (m) (m2) (W/oCm

2) - (W/

oC) (

oC) (

oC) (

oC) (

oC) ( W )


Fachada S F1 opaco 4.70 3.3 4.21 0.15 1 0.633 27.6 31.26 24 7.3 4.60

Fachada S F4 opaco 1.16 2.4 2.78 0.35 1 0.965 27.6 31.26 24 7.3 7.01

Fachada E F1 opaco 6.60 3.7 24.42 0.15 1.1 4.042 27.6 31.26 24 7.3 29.36


Fachada N F1 opaco 4.11 4.2 13.48 0.15 0.8 1.623 27.6 31.26 24 7.3 11.79

17.88 ΣQi 129.89

0.22 64.4 W Qt 129.89

1.98 591 W Qv 1192.31

2.20 655.35 W Qa 1322.20

5.76 Qas 477.43

2.28 Qd 189.42



(m) (m) (m2) - - (m2)



4.02


3Svs 0.048


Rv 118.75


I (W/m3) 5.76

Σ(Si Yi CRi)



3)



3)


3)

Σ(Si Ki αi)

06/09/2010 5



POTENCIA FRIGORIFICA / CAPACIDAD FRIGORIFICA/ REAL

Zona

Superf

icie

neto

(m2)

Altura

(m

)

Volu

men

(m3) Qt

(W)

Qv

(W)

Qas

(W)

Qd

(W)

Q

( W )


M1.2 Baño 4.87 2.5 12.175 4.78 126.51 0 81.3 131.28

M1.3 Wc 1.75 2.5 4.375 2.27 34.70 0 3.75 36.97

M1.4 Almacen 0.93 2.6 2.418 1.56 24.68 0 7.92 26.24

M1.5 Lavado 1.68 2.6 4.368 7.74 86.04 10.26 49.6 93.78


M1.7 Habitacion 11.03 2.82 31.105 32.85 402.76 142.27 53.5 435.6

M1.8

Salon/Comedor/C

ocina 29.4 2.82 82.908 129.89 1192.31 477.43 189 1322.2

∑ total 69.03 2.658 190.17 215.98 2405.9 772.24 419 2622


q (W/m2) 38.0

POTENCIA FRIGORIFICA NECESARIA

Zona

Superf

icie

neto

(m2)

Altura

(m

)

Volu

men

(m3) Qt

(W)

Qv

(W)

Qas

(W)

Qd

(W)

Q

( W )


M1.2 Baño 4.87 2.5 12.175 1.8 48.2 0 81.3 131.28

M1.3 Wc 1.75 2.5 4.375 2.04 31.19 0 3.75 36.97

M1.4 Almacen 0.93 2.6 2.418 1.09 17.24 0 7.92 26.24

M1.5 Lavado 1.68 2.6 4.368 2.80 31.14 10.26 49.6 93.78


M1.7 Habitacion 11.03 2.82 31.105 18.08 221.71 142.27 53.5 435.6

M1.8

Salon/Comedor/C

ocina 29.4 2.82 82.908 64.38 590.97 477.43 189 1322.2

∑ total 69.03 2.658 190.17 109.71 1232.5 772.24 419 2622


q (W/m2) 38.0

MODULO 1

06/09/2010 6



MODULO 2

(JULIO) BELGRADO


Zona

Superf

icie

neto

Altura

(h) Volu

men


M2.2 Baño 4.87 2.5 12.175

M2.3 Wc 1.75 2.5 4.375

M2.4 Almacen 0.93 2.6 2.418

M2.5 Lavado 1.68 2.6 4.368


M2.7 Habitacion 11.03 2.82 31.10

M2.8

Salon/Comedor/C

ocina 29.4 2.82 82.908

∑ total 69.03 2.66 190.2


`


icie

neto

(m2)

Altura

(m

)

Volu

men

(m3)

8.2 2.6 21.32


∆Ti Qi

(m) (m) (m2) (W/oCm

2) - (W/

oC) (

oC) (

oC) (

oC) (

oC) ( W )

Fachada N F1 opaco 0.55 4.2 2.31 0.15 0.8 0.278 27.6 27.61 24 3.6 1.01


Fachada N F1 opaco 1.20 4.2 5.04 0.15 0.8 0.607 26.0 26.01 24 2.0 1.22

0.88 ΣQi 2.23

0.04 0.25 W Qt 2.23

1.98 67.542 W Qv 152.58

2.02 68.1 W Qa 154.81

0 Qas 0.00

0.03 Qd 0.63




Intercambio termico

Radiacion solar


Σ(Si Ki αi)

Gt(W/oCm

3)

Gv(W/oCm

3)

G (W/oCm

3)

I (W/m3)

D (W/m3)

06/09/2010 7



M2.2 Baño Superf

icie

neto

(m2)

Altura

(m

)

Volu

men

(m3)

4.87 2.5 12.18


∆Ti Qi

(m) (m) (m2) (W/oCm

2) - (W/

oC) (

oC) (

oC) (

oC) (

oC) ( W )

Fachada N F1 opaco 1.80 4.2 7.56 0.15 0.8 0.910 26.0 29.25 24 5.2 4.78

0.91 ΣQi 4.78

0.07 2 W Qt 4.78

1.98 48.213 W Qv 126.51

2.05 50.033 W Qa 131.28

0 Qas 0.00

6.67 Qd 81.25


M2.3 Wc Superf

icie

neto

(m2)

Altura

(m

)

Volu

men

(m3)

1.75 2.5 4.375


∆Ti Qi

(m) (m) (m2) (W/oCm

2) - (W/

oC) (

oC) (

oC) (

oC) (

oC) ( W )

Fachada N F1 opaco 1.12 4.2 4.70 0.15 0.8 0.566 27.6 28.01 24 4.0 2.27

0.57 ΣQi 2.27

0.13 2.0 W Qt 2.27

1.98 31.185 W Qv 34.70

2.11 33.223 W Qa 36.97

0 Qas 0.00

0.86 Qd 3.75


M2.4 Almacen Superf

icie

neto

(m2)

Altura

(m

)

Volu

men

(m3)

0.93 2.6 2.418


∆Ti Qi

(m) (m) (m2) (W/oCm

2) - (W/

oC) (

oC) (

oC) (

oC) (

oC) ( W )

Fachada N F1 opaco 0.60 4.2 2.52 0.15 0.8 0.303 27.6 29.2 24 5.2 1.56

0.30 ΣQi 1.56

0.13 1.09 W Qt 1.56

1.98 17.236 W Qv 24.68

2.11 18.328 W Qa 26.24

0 Qas 0.00

3.27 Qd 7.92


G (W/oCm

3)

I (W/m3)

D (W/m3)

Gt(W/oCm

3)

Gv(W/oCm

3)

G (W/oCm

3)

I (W/m3)

D (W/m3)

Gv(W/oCm

3)

G (W/oCm

3)

I (W/m3)

D (W/m3)

Gt(W/oCm

3)

Gv(W/oCm

3)

Radiacion solar


Intercambio termico

Radiacion solar




Intercambio termico


Intercambio termico

Radiacion solar





Σ(Si Ki αi)

Σ(Si Ki αi)

Σ(Si Ki αi)

Gt(W/oCm

3)

06/09/2010 8



M2.5 Lavado Superf

icie

neto

(m2)

Altura

(m

)

Volu

men

(m3)

1.68 2.6 4.37


∆Ti Qi

(m) (m) (m2) (W/oCm

2) - (W/

oC) (

oC) (

oC) (

oC) (

oC) ( W )


Fachada N F1 opaco 1.10 4.2 4.26 0.15 0.8 0.513 27.6 33.95 24 9.9 5.10

0.78 ΣQi 7.74

0.18 2.80 W Qt 7.74

1.98 31.135 W Qv 86.04

2.16 33.935 W Qa 93.78

2.35 Qas 10.26

11.35 Qd 49.58



(m) (m) (m2) - - (m2)



0.09


3Svs 0.020


Rv 118.75


I (W/m3) 2.35


icie

neto

(m2)

Altura

(m

)

Volu

men

(m3)

11.17 2.82 31.50


∆Ti Qi

(m) (m) (m2) (W/oCm

2) - (W/

oC) (

oC) (

oC) (

oC) (

oC) ( W )


Fachada S F1 opaco 2.98 3.3 4.83 0.15 1 0.726 27.6 30.19 24 6.2 4.50

5.32 ΣQi 32.95

0.17 19.15 W Qt 32.95

1.98 224.53 W Qv 386.33

2.15 243.68 W Qa 419.28

4.52 Qas 142.27

1.06 Qd 33.33



(m) (m) (m2) - - (m2)



1.20


3Svs 0.038


Rv 118.75


I (W/m3) 4.52

Σ(Si Yi CRi)

Σ(Si Yi CRi)

I (W/m3)

D (W/m3)

Gv(W/oCm

3)

Σ(Si Ki αi)

Gt(W/oCm

3)




Intercambio termico

Radiacion solar




Intercambio termico

Radiacion solar

Σ(Si Ki αi)

G (W/oCm

3)

I (W/m3)

D (W/m3)

Gt(W/oCm

3)

Gv(W/oCm

3)

G (W/oCm

3)

06/09/2010 9




icie

neto

(m2)

Altura

(m

)

Volu

men

(m3)

11.03 2.82 31.10


∆Ti Qi

(m) (m) (m2) (W/oCm

2) - (W/

oC) (

oC) (

oC) (

oC) (

oC) ( W )


Fachada S F1 opaco 2.95 3.3 2.86 0.15 1 0.430 27.6 30.54 24 6.5 2.81

Fachada S F4 opaco 0.79 2.4 1.88 0.35 1 0.653 27.6 30.54 24 6.5 4.27

5.02 ΣQi 32.85

0.16 18.08 W Qt 32.85

1.98 221.71 W Qv 402.76

2.14 239.8 W Qa 435.61

4.57 Qas 142.27

1.72 Qd 53.54



(m) (m) (m2) - - (m2)



1.20


3Svs 0.039


Rv 118.75


I (W/m3) 4.57

M2.8

Salon/Comedor/

Cocina Superf

icie

neto

(m2)

Altura

(m

)

Volu

men

(m3)

29.4 2.82 82.91


∆Ti Qi

(m) (m) (m2) (W/oCm

2) - (W/

oC) (

oC) (

oC) (

oC) (

oC) ( W )


Fachada S F1 opaco 4.70 3.3 4.21 0.15 1 0.633 27.6 31.35 24 7.3 4.65

Fachada S F4 opaco 1.16 2.4 2.78 0.35 1 0.965 27.6 31.35 24 7.3 7.09


Fachada N F1 opaco 4.11 4.2 13.48 0.15 0.8 1.623 27.6 31.35 24 7.3 11.92

13.84 ΣQi 101.68

0.17 49.8 W Qt 101.68

1.98 590.97 W Qv 1205.96

2.15 640.8 W Qa 1307.65

5.76 Qas 477.43

2.28 Qd 189.42



(m) (m) (m2) - - (m2)



4.02


3Svs 0.048


Rv 118.75


I (W/m3) 5.76

Gt(W/oCm

3)

Σ(Si Yi CRi)

G (W/oCm

3)

I (W/m3)

D (W/m3)

Σ(Si Yi CRi)

G (W/oCm

3)

I (W/m3)

D (W/m3)

Gt(W/oCm

3)

Gv(W/oCm

3)Intercambio por ventilacion

Intercambio termico

Radiacion solar




Intercambio termico

Radiacion solar



Σ(Si Ki αi)

Σ(Si Ki αi)

Gv(W/oCm

3)

06/09/2010 10




Zona

Superf

icie

neto

(m2)

Altura

(m

)

Volu

men

(m3) Qt

(W)

Qv

(W)

Qas

(W)

Qd

(W)

Q

( W )


M2.2 Baño 4.87 2.5 12.175 4.78 126.51 0 81.3 131.28

M2.3 Wc 1.75 2.5 4.375 2.27 34.70 0 3.75 36.97

M2.4 Almacen 0.93 2.6 2.418 1.56 24.68 0 7.92 26.24

M2.5 Lavado 1.68 2.6 4.368 7.74 86.04 10.26 49.6 93.78


M2.7 Habitacion 11.03 2.82 31.105 32.85 402.76 142.27 53.5 435.6

M2.8

Salon/Comedor/C

ocina 29.4 2.82 82.908 101.68 1205.96 477.43 189 1307.6

∑ total 69.03 2.658 190.17 186.05 2419.6 772.24 419 2606


q (W/m2) 37.7


Zona

Superf

icie

neto

(m2)

Altura

(m

)

Volu

men

(m3) Qt

(W)

Qv

(W)

Qas

(W)

Qd

(W)

Q

( W )


M2.2 Baño 4.87 2.5 12.175 1.8 48.2 0 81.3 131.28

M2.3 Wc 1.75 2.5 4.375 2.04 31.19 0 3.75 36.97

M2.4 Almacen 0.93 2.6 2.418 1.09 17.24 0 7.92 26.24

M2.5 Lavado 1.68 2.6 4.368 2.80 31.14 10.26 49.6 93.78


M2.7 Habitacion 11.03 2.82 31.105 18.08 221.71 142.27 53.5 435.6

M2.8

Salon/Comedor/C

ocina 29.4 2.82 82.908 49.83 590.97 477.43 189 1307.6

∑ total 69.03 2.658 190.17 95.06 1232.5 772.24 419 2606


q (W/m2) 37.7

MODULO 2

06/09/2010 11



MODULO 3

(JULIO) BELGRADO


Zona

Superf

icie

neto

Altura

(h) Volu

men


M3.2 Baño 4.87 2.5 12.175

M3.3 Wc 1.75 2.5 4.375

M3.4 Almacen 0.93 2.6 2.418

M3.5 Lavado 1.68 2.6 4.368


M3.7 Habitacion 11.03 2.82 31.10

M3.8

Salon/Comedor/C

ocina 29.4 2.82 82.908

∑ total 69.03 2.66 190.2


`


icie

neto

(m2)

Altura

(m

)

Volu

men

(m3)

8.2 2.6 21.32


∆Ti Qi

(m) (m) (m2) (W/oCm

2) - (W/

oC) (

oC) (

oC) (

oC) (

oC) ( W )

Fachada N F1 opaco 0.55 4.2 2.31 0.15 0.8 0.278 27.6 27.61 24 3.6 1.00


Fachada N F1 opaco 1.20 4.2 5.04 0.15 0.8 0.607 26.0 26.01 24 2.0 1.22

T1 cubierta 8.2 0.11 1.2 1.088 27.6 27.61 24 3.6 3.93

1.97 ΣQi 6.16

0.09 1.48 W Qt 6.16

1.98 67.542 W Qv 152.57

2.07 69.4 W Qa 158.73

0 Qas 0.00

0.03 Qd 0.63



3)



3)


3)


Σ(Si Ki αi)

D (W/m3)

06/09/2010 12



M3.2 Baño Superf

icie

neto

(m2)

Altura

(m

)

Volu

men

(m3)

4.87 2.5 12.18


∆Ti Qi

(m) (m) (m2) (W/oCm

2) - (W/

oC) (

oC) (

oC) (

oC) (

oC) ( W )

Fachada N F1 opaco 1.80 4.2 7.56 0.15 0.8 0.910 26.0 29.17 24 5.2 4.70

T1 cubierta 4.87 0.11 1.2 0.646 27.6 30.77 24 6.8 4.37

1.56 ΣQi 9.07

0.13 3 W Qt 9.07

1.98 1.0318 W Qv 124.54

2.11 1.0265 W Qa 133.61

0 Qas 0.00

6.67 Qd 81.25


M3.3 Wc Superf

icie

neto

(m2)

Altura

(m

)

Volu

men

(m3)

1.75 2.5 4.375


∆Ti Qi

(m) (m) (m2) (W/oCm

2) - (W/

oC) (

oC) (

oC) (

oC) (

oC) ( W )

Fachada N F1 opaco 1.12 4.2 4.70 0.15 0.8 0.566 27.6 28.00 24 4.0 2.26

T1 cubierta 1.75 0.11 1.2 0.232 27.6 28.00 24 4.0 0.93

0.80 ΣQi 3.19

0.18 2.87 W Qt 3.19

1.98 31.185 W Qv 34.62

2.16 34.059 W Qa 37.81

0 Qas 0.00

0.86 Qd 3.75


M3.4 Almacen Superf

icie

neto

(m2)

Altura

(m

)

Volu

men

(m3)

0.93 2.6 2.418


∆Ti Qi

(m) (m) (m2) (W/oCm

2) - (W/

oC) (

oC) (

oC) (

oC) (

oC) ( W )

Fachada N F1 opaco 0.60 4.2 2.52 0.15 0.8 0.303 27.6 29.1 24 5.1 1.55

T1 cubierta 0.93 0.11 1.2 0.123 27.6 29.12 24 5.1 0.63

0.43 ΣQi 2.18

0.18 1.54 W Qt 2.18

1.98 17.236 W Qv 24.50

2.16 18.772 W Qa 26.69

0 Qas 0.00

3.27 Qd 7.92



3)





3)


3)


3)


3)





3)

Σ(Si Ki αi)


3)


3)

Intercambio termico

Σ(Si Ki αi)

Σ(Si Ki αi)

G (W/oCm

3)

06/09/2010 13



M3.5 Lavado Superf

icie

neto

(m2)

Altura

(m

)

Volu

men

(m3)

1.68 2.6 4.37


∆Ti Qi

(m) (m) (m2) (W/oCm

2) - (W/

oC) (

oC) (

oC) (

oC) (

oC) ( W )


Fachada N F1 opaco 1.10 4.2 4.26 0.15 0.8 0.513 27.6 33.80 24 9.8 5.03

T1 cubierta 1.68 0.11 1.2 0.223 27.6 33.80 24 9.8 2.19

1.00 ΣQi 9.81

0.23 3.60 W Qt 9.81

1.98 31.135 W Qv 84.77

2.21 34.738 W Qa 94.58

2.35 Qas 10.26

11.35 Qd 49.58



(m) (m) (m2) - - (m2)



0.09


3Svs 0.020


Rv 118.75


I (W/m3) 2.35


icie

neto

(m2)

Altura

(m

)

Volu

men

(m3)

11.17 2.82 31.50


∆Ti Qi

(m) (m) (m2) (W/oCm

2) - (W/

oC) (

oC) (

oC) (

oC) (

oC) ( W )


Fachada S F1 opaco 2.98 3.3 4.83 0.15 1 0.726 27.6 30.14 24 6.1 4.46

T1 cubierta 11.17 0.11 1.2 1.482 27.6 30.14 24 6.1 9.10

6.80 ΣQi 41.75

0.22 24.5 W Qt 41.75

1.98 224.53 W Qv 382.87

2.20 249.01 W Qa 424.62

4.52 Qas 142.27

1.06 Qd 33.33



(m) (m) (m2) - - (m2)



1.20


3Svs 0.038


Rv 118.75


I (W/m3) 4.52

Σ(Si Yi CRi)

Σ(Si Yi CRi)



3)


3)





3)


3)


3)


3)

Σ(Si Ki αi)

Σ(Si Ki αi)

06/09/2010 14




icie

neto

(m2)

Altura

(m

)

Volu

men

(m3)

11.03 2.82 31.10


∆Ti Qi

(m) (m) (m2) (W/oCm

2) - (W/

oC) (

oC) (

oC) (

oC) (

oC) ( W )


Fachada S F1 opaco 2.95 3.3 2.86 0.15 1 0.430 27.6 30.45 24 6.4 2.77

Fachada S F4 opaco 0.79 2.4 1.88 0.35 1 0.653 27.6 30.45 24 6.4 4.21

T1 cubierta 11.03 0.11 1.2 1.464 27.6 30.45 24 6.4 9.44

7.14 ΣQi 46.04

0.23 25.7 W Qt 46.04

1.98 221.71 W Qv 397.19

2.21 247.42 W Qa 443.23

4.57 Qas 142.27

1.72 Qd 53.54



(m) (m) (m2) - - (m2)



1.20


3Svs 0.039


Rv 118.75


I (W/m3) 4.57

M3.8

Salon/Comedor/

Cocina Superf

icie

neto

(m2)

Altura

(m

)

Volu

men

(m3)

29.4 2.82 82.91


∆Ti Qi

(m) (m) (m2) (W/oCm

2) - (W/

oC) (

oC) (

oC) (

oC) (

oC) ( W )


Fachada S F1 opaco 4.70 3.3 4.21 0.15 1 0.633 27.6 31.19 24 7.2 4.55

Fachada S F4 opaco 1.16 2.4 2.78 0.35 1 0.965 27.6 31.19 24 7.2 6.93

Fachada E F1 opaco 6.60 3.7 24.42 0.15 1.1 4.042 27.6 31.19 24 7.2 29.05


Fachada N F1 opaco 4.11 4.2 13.48 0.15 0.8 1.623 27.6 31.19 24 7.2 11.66

T1 cubierta 29.4 0.11 1.2 3.901 27.6 31.19 24 7.2 28.04

21.78 ΣQi 156.55

0.26 78.4 W Qt 156.55

1.98 590.97 W Qv 1179.69

2.24 669.39 W Qa 1336.24

5.76 Qas 477.43

2.28 Qd 189.42



(m) (m) (m2) - - (m2)



4.02


3Svs 0.048


Rv 118.75


I (W/m3) 5.76

Σ(Si Yi CRi)


Σ(Si Yi CRi)


3)




3)

Gt(W/oCm

3)


3)



Σ(Si Ki αi)


3)

Σ(Si Ki αi)


3)

06/09/2010 15




Zona

Superf

icie

neto

(m2)

Altura

(m

)

Volu

men

(m3) Qt

(W)

Qv

(W)

Qas

(W)

Qd

(W)

Q

( W )


M3.2 Baño 4.87 2.5 12.175 9.07 124.54 0 81.3 133.61

M3.3 Wc 1.75 2.5 4.375 3.19 34.62 0 3.75 37.81

M3.4 Almacen 0.93 2.6 2.418 2.18 24.50 0 7.92 26.69

M3.5 Lavado 1.68 2.6 4.368 9.81 84.77 10.26 49.6 94.58


M3.7 Habitacion 11.03 2.82 31.105 46.04 397.19 142.27 53.5 443.2

M3.8

Salon/Comedor/C

ocina 29.4 2.82 82.908 156.55 1179.69 477.43 189 1336.2

∑ total 69.03 2.658 190.17 274.76 2380.7 772.24 419 2656


q (W/m2) 38.5


Zona

Superf

icie

neto

(m2)

Altura

(m

)

Volu

men

(m3) Qt

(W)

Qv

(W)

Qas

(W)

Qd

(W)

Q

( W )


M3.2 Baño 4.87 2.5 12.175 3 1.03 0 81.3 133.61

M3.3 Wc 1.75 2.5 4.375 2.87 31.19 0 3.75 37.81

M3.4 Almacen 0.93 2.6 2.418 1.54 17.24 0 7.92 26.69

M3.5 Lavado 1.68 2.6 4.368 3.60 31.14 10.26 49.6 94.58


M3.7 Habitacion 11.03 2.82 31.105 25.70 221.71 142.27 53.5 443.2

M3.8

Salon/Comedor/C

ocina 29.4 2.82 82.908 78.42 590.97 477.43 189 1336.2

∑ total 69.03 2.658 190.17 141.22 1185.3 772.24 419 2656


q (W/m2) 38.5

MODULO 3

06/09/2010 16



MODULO 4

(JULIO) BELGRADO


Zona

Superf

icie

neto

Altura

(h) Volu

men


M4.2 Baño 4.87 2.5 12.175

M4.3 Wc 1.75 2.5 4.375

M4.4 Almacen 0.93 2.6 2.418

M4.5 Lavado 1.68 2.6 4.368


M4.7 Habitacion 11.03 2.82 31.10

M4.8

Salon/Comedor/C

ocina 29.4 2.82 82.908

∑ total 69.03 2.66 190.17


`


icie

neto

(m2)

Altura

(m

)

Volu

men

(m3)

8.2 2.6 21.32


∆Ti Qi

(m) (m) (m2) (W/oCm

2) - (W/

oC) (

oC) (

oC) (

oC) (

oC) ( W )

Fachada N F1 opaco 0.55 4.2 2.31 0.15 0.8 0.278 27.6 27.61 24 3.6 1.00


Fachada N F1 opaco 1.20 4.2 5.04 0.15 0.8 0.607 26.0 26.01 24 2.0 1.22

T1 cubierta 8.2 0.11 1.2 1.088 27.6 27.61 24 3.6 3.93

1.97 ΣQi 6.16

0.09 2.1 W Qt 6.16

1.98 67.5 W Qv 152.57

2.07 69.815 W Qa 158.73

0 Qas 0.00

0.03 Qd 0.63



3)



Σ(Si Ki αi)


3)


3)

06/09/2010 17



M4.2 Baño Superf

icie

neto

(m2)

Altura

(m

)

Volu

men

(m3)

4.87 2.5 12.18


∆Ti Qi

(m) (m) (m2) (W/oCm

2) - (W/

oC) (

oC) (

oC) (

oC) (

oC) ( W )

Fachada N F1 opaco 1.80 4.2 7.56 0.15 0.8 0.910 26.0 29.17 24 5.2 4.70

T1 cubierta 4.87 0.11 1.2 0.646 27.6 30.77 24 6.8 4.37

1.56 ΣQi 9.07

0.13 0.08 W Qt 9.07

1.98 1.0 W Qv 124.54

2.11 1.03 W Qa 133.61

0 Qas 0.00

6.67 Qd 81.25


M4.3 Wc Superf

icie

neto

(m2)

Altura

(m

)

Volu

men

(m3)

1.75 2.5 4.375


∆Ti Qi

(m) (m) (m2) (W/oCm

2) - (W/

oC) (

oC) (

oC) (

oC) (

oC) ( W )

Fachada N F1 opaco 1.12 4.2 4.70 0.15 0.8 0.566 27.6 28.00 24 4.0 2.26

T1 cubierta 1.75 0.11 1.2 0.232 27.6 28.00 24 4.0 0.93

0.80 ΣQi 3.19

0.18 2.87 W Qt 3.19

1.98 31.185 W Qv 34.62

2.16 34.059 W Qa 37.81

0 Qas 0.00

0.86 Qd 3.75


M4.4 Almacen Superf

icie

neto

(m2)

Altura

(m

)

Volu

men

(m3)

0.93 2.6 2.418


∆Ti Qi

(m) (m) (m2) (W/oCm

2) - (W/

oC) (

oC) (

oC) (

oC) (

oC) ( W )

Fachada N F1 opaco 0.60 4.2 2.52 0.15 0.8 0.303 27.6 29.1 24 5.1 1.55

T1 cubierta 0.93 0.11 1.2 0.123 27.6 29.12 24 5.1 0.63

0.43 ΣQi 2.18

0.18 1.54 W Qt 2.18

1.98 17.236 W Qv 24.50

2.16 18.772 W Qa 26.69

0 Qas 0.00

3.27 Qd 7.92



3)




Σ(Si Ki αi)


3)


3)


3)


3)




Σ(Si Ki αi)


3)

Σ(Si Ki αi)


3)


3)


3)

06/09/2010 18



M4.5 Lavado Superf

icie

neto

(m2)

Altura

(m

)

Volu

men

(m3)

1.68 2.6 4.37


∆Ti Qi

(m) (m) (m2) (W/oCm

2) - (W/

oC) (

oC) (

oC) (

oC) (

oC) ( W )


Fachada N F1 opaco 1.10 4.2 4.26 0.15 0.8 0.513 27.6 33.80 24 9.8 5.03

T1 cubierta 1.68 0.11 1.2 0.223 27.6 33.80 24 9.8 2.19

1.00 ΣQi 9.81

0.23 3.60 W Qt 9.81

1.98 31.135 W Qv 84.77

2.21 34.738 W Qa 94.58

2.35 Qas 10.26

11.35 Qd 49.58



(m) (m) (m2) - - (m2)



0.09


3Svs 0.020


Rv 118.75


I (W/m3) 2.35


icie

neto

(m2)

Altura

(m

)

Volu

men

(m3)

11.17 2.82 31.50


∆Ti Qi

(m) (m) (m2) (W/oCm

2) - (W/

oC) (

oC) (

oC) (

oC) (

oC) ( W )


Fachada S F1 opaco 2.98 3.3 4.83 0.15 1 0.726 27.6 30.14 24 6.1 4.46

T1 cubierta 11.17 0.11 1.2 1.482 27.6 30.14 24 6.1 9.10

6.80 ΣQi 41.75

0.22 24.5 W Qt 41.75

1.98 224.53 W Qv 382.87

2.20 249.01 W Qa 424.62

4.52 Qas 142.27

1.06 Qd 33.33



(m) (m) (m2) - - (m2)



1.20


3Svs 0.038


Rv 118.75


I (W/m3) 4.52


Σ(Si Yi CRi)


3)


3)




Σ(Si Ki αi)


3)

Σ(Si Yi CRi)

Σ(Si Ki αi)


3)


3)


3)

06/09/2010 19




icie

neto

(m2)

Altura

(m

)

Volu

men

(m3)

11.03 2.82 31.10


∆Ti Qi

(m) (m) (m2) (W/oCm

2) - (W/

oC) (

oC) (

oC) (

oC) (

oC) ( W )


Fachada S F1 opaco 2.95 3.3 2.86 0.15 1 0.430 27.6 30.45 24 6.4 2.77

Fachada S F4 opaco 0.79 2.4 1.88 0.35 1 0.653 27.6 30.45 24 6.4 4.21

T1 cubierta 11.03 0.11 1.2 1.464 27.6 30.45 24 6.4 9.44

7.14 ΣQi 46.04

0.23 25.7 W Qt 46.04

1.98 221.71 W Qv 397.19

2.21 247.42 W Qa 443.23

4.57 Qas 142.27

1.72 Qd 53.54



(m) (m) (m2) - - (m2)



1.20


3Svs 0.039


Rv 118.75


I (W/m3) 4.57

M4.8

Salon/Comedor/

Cocina Superf

icie

neto

(m2)

Altura

(m

)

Volu

men

(m3)

29.4 2.82 82.91


∆Ti Qi

(m) (m) (m2) (W/oCm

2) - (W/

oC) (

oC) (

oC) (

oC) (

oC) ( W )


Fachada S F1 opaco 4.70 3.3 4.21 0.15 1 0.633 27.6 31.27 24 7.3 4.60

Fachada S F4 opaco 1.16 2.4 2.78 0.35 1 0.965 27.6 31.27 24 7.3 7.01


Fachada N F1 opaco 4.11 4.2 13.48 0.15 0.8 1.623 27.6 31.27 24 7.3 11.79

T1 cubierta 29.4 0.11 1.2 3.901 27.6 31.27 24 7.3 28.35

17.74 ΣQi 128.92

0.21 63.9 W Qt 128.92

1.98 590.97 W Qv 1192.77

2.19 654.84 W Qa 1321.69

5.76 Qas 477.43

2.28 Qd 189.42



(m) (m) (m2) - - (m2)



4.02


3Svs 0.048


Rv 118.75


I (W/m3) 5.76

Σ(Si Yi CRi)


3)


Σ(Si Ki αi)


3)


3)

Σ(Si Yi CRi)



3)



Σ(Si Ki αi)


3)


3)

06/09/2010 20




Zona

Superf

icie

neto

(m2)

Altura

(m

)

Volu

men

(m3) Qt

(W)

Qv

(W)

Qas

(W)

Qd

(W)

Q

( W )


M4.2 Baño 4.87 2.5 12.175 9.07 124.54 0 81.3 133.6

M4.3 Wc 1.75 2.5 4.375 3.19 34.62 0 3.75 37.81

M4.4 Almacen 0.93 2.6 2.418 2.18 24.50 0 7.92 26.69

M4.5 Lavado 1.68 2.6 4.368 9.81 84.77 10.26 49.6 94.58


M4.7 Habitacion 11.03 2.82 31.105 46.04 397.19 142.27 53.5 443.2

M4.8

Salon/Comedor/C

ocina 29.4 2.82 82.908 128.92 1192.8 477.43 189 1322

∑ total 69.03 2.658 190.2 247.13 2393.8 772.24 419 2641


q (W/m2) 38.3


Zona

Superf

icie

neto

(m2)

Altura

(m

)

Volu

men

(m3) Qt

(W)

Qv

(W)

Qas

(W)

Qd

(W)

Q

( W )


M4.2 Baño 4.87 2.5 12.175 0.08 1.0 0 81.3 133.6

M4.3 Wc 1.75 2.5 4.375 2.87 31.2 0 3.75 37.81

M4.4 Almacen 0.93 2.6 2.418 1.54 17.2 0 7.92 26.69

M4.5 Lavado 1.68 2.6 4.368 3.60 31.1 10.26 49.6 94.58


M4.7 Habitacion 11.03 2.82 31.105 25.70 221.7 142.27 53.5 443.2

M4.8

Salon/Comedor/C

ocina 29.4 2.82 82.908 63.87 591.0 477.4 189 1322

∑ total 69.03 2.658 190.17 124.22 1185.3 772.2 419 2641


q (W/m2) 38.3

MODULO 4

06/09/2010 21



RESUMEN DE RESULTADOS

Qt

(W)

Qv

(W)

Qas

(W)

Qd

(W)

Q

( W )

D'a

(W/m3)

q

(W/m2)

MODULO 1 109.7 1233 772.2 419.4 2533.9 13.3 36.7

MODULO 2 95.1 1233 772.2 419.4 2519.2 13.2 36.5

MODULO 3 141.2 1185 772.2 419.4 2518.2 13.2 36.5

MODULO 4 124.2 1185 772.2 419.4 2501.2 13.2 36.2

∑ 470.2 4836 3089 1677.7 10073

Promedio /

MODUL 117.6 1209 772.2 419.4 2518 13.2 36.5

Balance de

energía

Periodo de

refrigarecion Sola

r

Inte

rno

Mayo -

Septiembre

kW

h/m

2a

kW

h/m

2a

MODUL 1 13.4 7.29

MODUL 2 13.4 7.29

MODUL 3 13.4 7.29

MODUL 4 13.4 7.29

Bloque lineal

de

4 módulos

53.7 29.2

Promedio /

MODUL 13.4 7.29

Demanda frigorifica

Q capacidad frigorifica necesaria

2.04 21.02 15.8943.77

43.48 2.16 20.61 15.78

175.1 8.17 84.06 63.56

43.79 1.65 21.43 15.90

43.78 2.45 20.61 15.89

kWh/m2a kWh/m

2a kWh/m

2a

D'a

(kWh/m3a)

44.05 1.91 21.43 15.99

( kWh/m2a)

Demanda

frigorificaGanancias Ganancias

Demanda

frigorifica

Sistemas

activosTransmisión Ventilación

Sistemas

activos

Resultados de simulación de balance energético en el periodo de verano

06/09/2010 22



Qv Ganancias por ventilacion

Qt Ganancias por transmision

Qd Ganancias Internas


0.00

5.00

10.00

15.00

20.00

25.00

30.00

35.00

40.00

45.00

50.00

1 2 3 4

kWh/m2a

Modul

Demanda frigorifica de modulos

Qv

Qt

Qd

Qas

06/09/2010 23



Stepen korisnosti

A Split system, convencional (1kW electricidad / 2,5 kW refrigeracion)

B Recuperacion HRU + Split System μ = 0,10 Sistema individual

C

Df Demanda frigorifica

A Sistemas activos

B Sistemas activos

C Sistemas activos

49.03

Promedio / MODUL 43.77 17.51 15.76 12.26

Bloque lineal de 4

módulos175.10 70.04 63.04

12.26

MODUL 4 43.48 17.39 15.65 12.17

MODUL 3 43.78 17.51 15.76

12.33

MODUL 2 43.79 17.52 15.77 12.26

MODUL 1 44.05 17.62 15.86

Demanda

frigorificaSistemas activos Sistemas activos

Sistemas

activos

Df

(kWh/m2a)

Df

(kWh/m2a)

Df

(kWh/m2a)

Df

(kWh/m2a)

Recuperacion HRU + (Bomba decalor/ventilacion geotermica) μ = 0,30 sistema central

Energia primaria

Energía

adicionalA B C

0.00

5.00

10.00

15.00

20.00

25.00

30.00

35.00

40.00

45.00

50.00

1 2 3 4

kWh/m2a

Modul

Df

A

B

C

06/09/2010 24

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