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UNIVERSIDAD DE COLIMA
FACULTAD DE ARQUITECTURA
MAESTRIA EN DISEÑO BIOCLIMATICO
“MODELO COMPUTARIZADO PARA LA SIMULACION DEL
COMPORTAMIENTO TERMICO DE EDIFICACIONES”
TESIS QUE PARA OBTENER EL GRADO DE MAESTRIA EN DISEÑO BIOCLIMATICO.
PRESENTA: JOSE RICARDO MORENO PEÑA
11 DE MAYO DE 1996
1
Quiero dar las gracias a mi madre por darme la
vida e inculcarme ese afán de superación constante,
a mi compañera por las largas noches de espera y
por todo su sacrificio, a mis hijas por el tiempo robado
y mi ausencia.
Doy gracias a mis maestros: Justino Pineda,
Leandro Sandoval, Jesús Muñiz, Gabriel Gómez,
Adolfo Gómez, Daniel Peralta, Armando Alcantara,
Miguel Elizondo, Miguel Cruz, Jesus Vega, y todos
aquellos quienes desinteresadamente compartieron
sus experiencias y me guiaron por el camino de la
búsqueda del nuevo conocimiento, a mis compañeros
que fueron sostén de esfuerzo, parámetro de
aprovechamiento y lo más importante.. amigos.
Especial agradecimiento merecen: El Arq.
Gonzalo Villachavez, por ser puerta abierta a los
conocimientos nuevos y retos que planteaba esta
maestría, por sus consejos siempre oportunos,
sensatos y sinceros, al Dr. Diego Alfonso Samano T.
quien me ha apoyado de manera incondicional en la
dirección y revisión del presente trabajo y al M en D.
B. David Morillon G. de quien he tenido; amistad,
apoyo y orientación en el camino del Bioclimatismo.
Atodasycadaunadelaspersonasquedeuna
manera directa o indirecta han colaborado para lograr
este objetivo.....! GRACIAS i
iii
R E S U M E N
LOS recursos energéticos derivados de
hidrocarburos son finitos, por lo que es
necesario modificar hábitos y costumbres en
la forma de vivir del hombre para
ímplementar el uso de los recursos
renovables. (11 .El eficiente uso de la energía es sin
duda el mas grande reto del hombre actual, no es
solo responsabilidad de los sectores industrial y
comercial sino también del sector residencial ya que
éste es un gran demandante de energía para
climatizar e iluminar espacios.
Para lograr crear y mantener un ambiente en el
cual las condiciones de temperatura, humedad,
circulación y pureza del aire favorezcan a que el
hombre desarrolle sus actividades de manera
confortable, procurando aprovechar los recursos
naturales que inciden en las edificaciones, es
necesario por una parte, conocer el clima, el
asoleamiento y el comportamiento térmico de los
materiales, de tal manera que con la interpretación y
manejo adecuado de ésta información los arquitectos,
ingenieros y especialistas en el desarrollo de
proyectos arquitectónicos incluyan sistemas que
permitan lograr ahorros de energía convencional, y
por otra parte la creación de herramientas auxiliares
que permitan la comprobación de las hipótesis de
diseño propuestas.
(1) VELAZCO, AMBRIZ, ROMERO *BIENESTAR Y ENERGíA” Memorias del ler Encuentro Nacional de Energía y Confort U.A.B.C. Mexicali, B.C. México - 1988.
C O N T E N I D OI.-INTRODUCCION _.._...__..__........_............................._.................................................................................................................... 6
II.-ASPECTOSGENERALES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .._.___.______.._.______................................................................................. 9ll.1 .- RELACION HOMBRE-EDIFICIO-CLIMA
11.2.- ESTUDIOS E INVESTIGACIONES
ll.3.- ASPECTOS DEL DISEÑO BIOCLIMATICO
III.- ANTECEDENTES _________._....__._..........._._...____....._...._....____._________.............................................................................................. 20lll.l.- SITUACION ACTUAL DE LOS PROGRAMAS DE SIMULACION
lll.2.- JUSTIFICACION DEL PRESENTE TRABAJO
IV.- 0 9 J E T I V 0 S ..___...._____.______.__......___._.........._..............___._..__.............................................................................................. 26IV. l.- OBJETIVO GENERAL
IV.2.- OBJETIVOS PARTICULARES
V- DESCRlPClON DEL MODELO . . . . . .._____...........__._.._......._....._.._.......____________.._....................................................................... 29V.l.- GENERALIDADES
V.2.- DESCRIPCION GENERAL DEL PROCESO.
V.3.- DESCRIPCION DE CADA PROCESO.
VI- COMPROBACION DEL MODELO _.............__.___._.....__________......___.._......______..__................................................................. 44VI. l.- DESCRIPCION DEL MODULO EXPERIMENTAL
Vl.2.- SIMULACION A PARTIR DEL MODULO EXPERIMENTAL
VII- ANALISIS COMPARATIVO ENTRE SIMULACION Y MODELO EXPERIMENTAL ______...._____....__.......____. 9 0
VIII- CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 101. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ..____________..________......____......................................................
5
Se ha observado que las actuales formas de
planificar y diseñar nuestras ciudades o viviendas, no
responden a los preceptos de ahorro energético ni a
evitar la creciente contaminación ambiental, en virtud
de que el crecimiento explosivo de la población
mundial nos mantuvo ocupados primeramente en
tratar de satisfacer las necesidades de vivienda y
servicios y por otro lado los aspectos de la
construcción de espacios para la vida del hombre sin
que hasta el momento se haya dado respuesta
acorde a dichas demandas.
En nuestra área de estudio de la
energía se aprecia la necesidad de
diseñar y construir las viviendas 6
edificios con soluciones intrínsecas,
desde la concepción del proyecto para
ahorrar energía, ya que los datos del
consumo energético promedio en la
vivienda Por habitante al día,
representa 1/3 parte del total de la
energía consumida en el sistema de la
vida humana.
Considerando la cantidad como el
100% de energía consumida sus
distribución dentro de la casa se da
como sigue: el 63.15% se consume para
acondicionar el aire en ías
edificaciones; el 15.79% para el
calentamiento del agua; el 5.26 para
cocinar; el 10.55% en iluminación,
televisión, radio y otros equipos y el
5.25% en refrigerar alimentos.
Con tal sentido nacen dos
corrientes arquitectónicas llamadas la
7
arquitectura solar y la arquitectura
bioclimatica, que disponen mediante la
especialidad del tema, de una serie de
herramientas y métodos de diseño para
utilizar la energía natural disponible
y para utilizar estrategias dirigidas
a satisfacer las necesidades del
confort térmico y lzunínico del espacio
sin llevar el detrimento del nivel y la
calidad de la vida deseada.(l).
Este trabajo de tesis pretende formar parte de
esas herramientas y métodos de diseño ya que
mediante éste modelo computarizado propuesto nos
permitirá conocer el comportamiento térmico de los
edificios y con esta información lograr definir
estrategias para la climatización de los espacios
mediante el cálculo del balance térmico que sirva
como regulador y generador de edificaciones
sensatas, que sean congruentes a sus climas y con
esto colaborar con la meta de aprovechar la energía
de manera óptima , consciente y así
consecuentemente evitar la creciente contaminación
ambiental.
(2) PLACENCIA IZQUIERDO "CAMARA MICROCLIMATICA PARA ESTUDIOS EXPERIMENTALES Y ACADEMICOS". Memorias del Encuentro Nacional de Diseño y Medio Ambiente septiembre
1990 Colima, Col,
c) m z m F r mul
cn
ll.- ASPECTOS GENERALES
El primer encuentro del hombre con la energía
se dió cuando descubrió el fuego y desde entonces el
hombre la redescubre, la inventa y la reproduce,
primero lentamente y después a ritmo acelerado. Las
fuentes de energía sustituyen poco a poco y con
ventaja creciente, la energía física utilizada por el
hombre, haciendo el trabajo y las labores cotidianas
menos pesadas, y a un costo social muy
desproporcionado.
Por la segunda mitad del siglo XVIII, el
descubrimiento de la energía provocada por la
liberación del vapor, dio origen al invento de
máquinas que aprovechaban este principio
impulsando con ello el progreso industrial. A fines
del siglo XIX aparecela electricidad (3) y
(3lTUDELA FERNANDO "ECODISEÑO" Colección Ensayos U.A.de Xochimilco -1982
con ella una serie interminable de aparatos unos
simples y otros mas sofisticados, que traen como
consecuencia un mayor nivel de bienestar al hombre.
Hace algunas décadas el hombre creía que la
energía era ilimitada y que nos duraría para siempre,
sin embargo mientras mas avances existen en la
tecnología , y conocemos mejor los fenómenos
energéticos nos damos cuenta de la realidad. A partir
de los 7O’s, la humanidad reconoce que los recursos
energéticos fósiles se terminarán muy pronto. Es
irónico que a pesar de la abundancia de energía que
existe en la naturaleza, se haya manifestado tal
escasez de este bien esencial. Aunque a decir
verdad, lo que falta no es la energía, sino los
conocimientos que permitan aprovecharla mejor.
En la actualidad se ha logrado un desarrollo
tecnológico y científico sorprendente, mismo que está
fundamentado en los recursos energéticos, los que
sometidos a transformaciones adecuadas procuran el
trabajo útil para el desarrollo que ha influído
poderosamente en la vida, la mentalidad y el
comportamiento del hombre actual.
El sol es una fuente alterna inagotable de
energía. El conocer su comportamiento y sus
características propias, nos da la posibilidad de hacer
uso mas racional y controlar sus efectos sobre las
edificaciones, siendo de carácter fundamental para el
desarrollo adecuado de las actividades que se
realizarán en el interior de éstas.
Es preciso comprender que cualquier fuente
alterna por sí sola, no será suficiente para satisfacer
todas las necesidades de casas, granjas, pequeñas
comunidades, por lo que se debe pensar en
combinarlas de tal manera que funcionen
en armonía, entre si y con el medio
ambiente.(4).
Es también indispensable evitar el desperdicio
de energía sin menoscabo del bienestar, para lo cual
se requiere promover una cuidadosa educación en
todos los niveles.
xi
ll.1 .- RELACION HOMBRE EDIFICIO-CLIMA
En la relación Hombre-Edificio-Clima, el edificio
o casa es el medio por el cual se modifican las
condiciones exteriores, con el objeto de lograr un
bienestar físico y psicológico que no altere la salud y
dependiendo del grado en que sea capaz de
modificar las condiciones climáticas, se obtenga la
adecuación térmica y el confort de los individuos.
En la actualidad, se ha venido discutiendo la
necesidad de desarrollar nuevos proyectos
arquitectónicos que estén adecuados al medio
ambiente climático y al contexto natural, para evitar
por un lado el deterioro del aire, del agua, de los
recursos bióticos y que exista un total abandono de
soluciones para ahorrar energía, que eviten desde el
diseño mismo la contaminación ambiental. Esto es
debido a que en las ultimas décadas se han
observado cambios atmosféricos peligrosos por que
destruyen ó modifican las condiciones naturales para
la vida del hombre y en general para los seres vivos
del planeta y por otro, el problema que se plantea
ante el inminente agotamiento de los combustibles
fósiles que proveen de forma mayoritaria la energía
que mueve al hombre.
El clima es un fenómeno transitorio, que puede
provocar problemas de incomodidad térmica
(sensación de frío o calor), pero la variación de este,
puede ayudar a obtener un diseño de edificio que al
interactuar con el clima, produzca en el interior de la
habitación un microclima que se conserve en el rango
de condiciones de confort.
Los parámetros de clima en el lugar, relevantes
para el estudio del confort son: temperatura,
12
radiación solar, humedad, velocidad y dirección del
viento. Estos elementos inciden de forma directa en
el comportamiento del cuerpo humano dentro de una
zona de confort descrita por las condiciones
climáticas en los que fisiológicamente el cuerpo no
requiere de activar sus mecanismos fisiológicos de
autorregulación térmicos
El entendimiento de los principios de la
termodinámica es básico en diseño bioclimatico, dado
que explican la transferencia del calor a través de los
sistemas constructivos. De la misma manera la
orientación, inclinación, ubicación y características
físicas y mecánicas de los elementos que los
constituyen son conocimientos que nos permitirán
simular el comportamiento térmico del edificio.
Cuatro conceptos son los elementos
fundamentales que participan en cualquier proceso
de diseño bioclimático y son los siguientes:
1) El conocimiento del medio físico natural de
la región: Situación geográfica, su topografía,
vegetación y elementos del clima como son:
a) radiación solar, b) temperatura, c)
precipitación pluvial, d) humedad, e) viento.
2) El conocimiento del confort térmico humano
y conocimiento de necesidades climáticas
para mantener dicho confort de acuerdo a las
actividades a desarrollar en el edificio.
3) Conocer los efectos del clima en los
edificios:Su comportamiento té rmico y
comportamientos ante los vientos.
4) El conocimiento de un conjunto de
variables relativas al edificio como son: a)
las correspon-dientes a los materiales que lo
constituyen. b) el uso que se pretenda darle.
c) su forma. d) di- mensiones. e) la
orientación. f) el conocimiento de las
características del método utilizado y los
criterios para su aplicación.13
En el país, la mayor parte del territorio para su climatización pueden ligarse
nacional, altiplano y laderas de las sierras, presentan mediante el empleo de las técnicas
problemas de confort en las edificaciones, los cuales pasivas en el diseño de la
pueden ser resueltos con las técnicas pasivas, construcción. (5).
prácticamente sin costo extra por el concepto de El problema de disconfort actual, es
construcción para la edificación. ocasionado por descuido, ignorancia u obviedad del
El mejoramiento de la calidad de vida, debido a problema en la etapa de diseño.
viviendas confortablesy/o el ahorro de energía
(5) Y (6) SAMANO VELAZQUEZ Y MORALES “DOS EJEMPLOS DE CLIMATIZACION NATURAL DE EOIFICIOS”. Memorias de la Ira Reunión Nac. sobre la Energía y El Confort. Mexicali. Mex.
mayo de 1994.
14
Il.2.-ESTUDIOS E INVESTIGACIONES
Los Institutos de Ingeniería y Geofísica en el
Centro de Ciencias de I Atmósfera de la U.N.A.M. ha
realizado investigaciones en la estimación de la
radiación solar para la República Mexicana, pero a
pesar de haber publicado el mejor trabajo sobre este
tema, aun se necesita mayor precisión. En el
LABORATORIO DE ENERGíA SOLAR, se continúa
el trabajo sobre radiación para obtener una mayor
confianza. El resto de los datos meteorológicos, se
pueden encontrar y obtener en las estaciones
meteorológicas de algunas localidades. Por otro lado,
los estudios de caracterización térmica de materiales
para la construcción aplicados a la transferencia de
calor en los elementos masivos, muestran que los
materiales actuales son excelentes almacenes de
calor que impactan las temperaturas del interior de
edificio, así como la energía involucrada
en el caso del acondicionamiento
artificial del aire (6)
Tengo la preocupación de contribuir al buen
diseño de la edificación, debido a que significa
bienestar para el ocupante, a la vez, contribuir al
ahorro de la energía desperdiciada por los malos
diseños de los edificios que bien pudiera utilizarse de
una manera mas racional en algún uso indispensable.
Sin embargo, estamos conscientes de que debe
existir una tecnología para el cálculo de la operación
térmíca del edíficío, pues no basta decir, por ejemplo,
que si se abre una ventana al sur se captará la
energía solar en forma de calor durante el invierno;
habrá que decir cuanta energía se capta, cual es la
temperatura que se alcanza y efectos son causados
en el espacio habitado.xv
"Al estar el aspecto del cíelo localidad y su arquitectura, que ya sea por tradición
inclinado de una forma distinta con popular o por desarrollo académico se realizó en
respecto a los distintos lugares, a cada lugar.
causa de la relación que tienen con el La arquitectura nace cómo respuesta a la
zodíaco y con el curso del sol, es necesidad del hombre de protegerse de los
necesario disponer los edificios en fenómenos climáticos que afectan el desarrollo
razón de la díversídad de los países y óptimo de sus actividades, esto es, la buena
de los climas" (7). arquitectura siempre ha proporcionado las
A pesar de que éste término parezca nuevo, condiciones internas de confort a través de la
podemos darnos cuenta de que ya antes de esta era, envolvente y por consecuencia directa a sido
los arquitectos y constructores que existían, tenían Bioclimática, si no es así entonces no es buena
gran conciencia de los aspectos climáticos que arquitectura. Paradójicamente a este razonamiento,
inciden en las edificaciones, es evidente que existe es innegable que las escuelas y facultades de
una estrecha interrelación entre el clima de una arquitectura, con la carencia de personal docente
(7)VITRUVIO "LIBROS SEXTO, CAPITULO 1" Los diez libros dela arquitectura (traducida por Claude Perraulten 1673).
11.3.- ASPECTOS DEL DISEÑO BIOCLIMATICO
xvi
especializado y la falta de laboratorio para la
experimentación y el desarrollo de la tecnología, han
desviado y desvirtuado la enseñanza y la
investigación sobre la materia por que los planes de
estudio y la falta de ética docente consolidada e
institucionalizada reflejan un incipiente interés por
desarrollar y establecer los métodos de diseño
arquitectónico solar y/o Bioclimático confiable que
demanda el futuro arquitecto, que implica el conocer
y dominar entre otros temas o áreas del
conocimiento, el comportamiento físico térmico de los
materiales, la mecánica de los fluídos y las
matemáticas, situaciones que aunadas a la escasa
conciencia sobre la importancia e interés de la
relación de la arquitectura en el clima y la ecología
presenta un panorama poco alentador del futuro
profesionista.
Cuando pretendemos hacer el proyecto
arquitectónico de un edificio comercial, industrial, de
vivienda, etc., que esté adecuado en forma pasiva o
activa a un clima determinado, es necesario atender
los cálculos siguientes:
l).-Diseñar el clima interior o exterior; es decir,
que la temperatura , humedad, velocidad,
dirección y pureza del aire propicie el bienestar
físico de los usuarios.
2).-Diseñar en forma natural y artificial la
cantidad e intensidad de luz requerida por las
actividades que deban realizarse en dichos
espacios.
3).-Encausar a través de la forma y los
materiales la integración de la obra al medio
físico del contexto natural.
17
+.-Prever o solucionar mediante equipós o
sistemas pasivos o activos al ahorro de
energéticos convencionales y a la preservación
del medio físico natural de la región donde se
ubique la obra.
Asimismo, existen muy pocas consideraciones
Bioclimáticas dentro de los reglamentos de
construcción y seguridad estructural que definitiva y
evidentemente no garantizan el confort y bienestar de
los usuarios. El total de la población y en mayor
medida las clases media y bajas son afectadas por
una manera de construir que se aparta gradualmente
de la relación Hombre-Edificio-Clima.
Pues bien el BIOCLIMATISMO no debemos
considerarlo cómo una moda, o presentarlo
cómo producto de tecnologías sofisti-
cadas y ostentosas (81, sino cómo un concepto
global que interelaciona y estudia las condiciones
ChlatOlÓgiCaS y las maneras en que inciden
directa o indirectamente en el
funcionamiento objetivo y subjetivo del
hombre(s).
El BIOCLIMATISMO aplicado en la
Arquitectura pretende rescatar los buenos principios
de diseño y construcción por medio del edificio mismo
y sus elementos ( ventanas, muros, faldones
cubiertas etc.) diseñados adecuadamente con la
finalidad de lograr en el interior el bienestar térmico
humano. Apegarse a un modo de construir acorde al
clima refuerza las manifestaciones culturales y la
búsqueda de un lenguaje arquitectónico capaz de
distinguir e identificar a un poblado, una localidad o
ciudad. El diseño bioclimático puede contribuir al
orden de las nuevas respuestas que daremos al
desarrollo acelerado de la vivienda, la adecuación
desde el punto de vista bioclimático, a su entorno,
brinda la posibilidad de apoyo en el control y
mejoramiento del crecimiento urbano y de forma18
paralela se marca la pauta para encontrar los signifique en un corto o mediano plazo la aceptación
parámetros soc io - cu l tura les y de carácter por parte de la comunidad de estos antiguos criterios
económicos de la población de tal modo que y formas de diseñar la arquitectura.
(8) GOMEZ AZPEITIA GABRIEL.Tomado y adaptado de "Hacia donde nos lleva la arquitectura" Revista No.8 Palapa. U.de Colima.
(91 TUDELA FERNANDO "ECODISE~O" ColecciónEnsayos U.A.de Xochimilco -1982.
19
III.- ANTECEDENTES20
, , ,m 88 ,, ,888, ,
III.- ANTECEDENTES
Una de las preocupaciones actuales mas
importantes es la creación y desarrollo de
diversos programas de simulación por
computadora del comportamiento térmíco
de edífícíos.(lol.
Los modelos térmicos sirven en general para
estudiar la evolución temporal de la temperatura del
aire o para determinar la evolución de la carga
térmica necesaria para mantener una temperatura
fijada en un local que hemos definido cómo
temperatura de proyecto, neutral 0
termopreferendum, que está en relación directa a las
diferencias de temperatura máxima y mínima. En la
actualidad la gran mayoría de los
,, ,,,,
edificios que se proyectan y construyen
en la Repúblíca Mexícana, no toman en
cuenta el clima de la localidad donde
van a ser ubicados, provocando con esto
la necesidad de ínstalarles el aire
acondicionado que generalmente está
sobrediseñado, esto sucede cuando se
trata de edificios de cierta
importancia y se dispone de los
recursos económicos para ello, de lo
contrarío se mantiene a los usuarios en
condiciones de incomodidad térmíca (11).
Y de manera particular a cada uno de los individuos
que habitan ese local.
(10) PEREZ SANCHES Y CENTENO ARA “UNIFICAClON DE MODELOS DE TRANSFERENCIA DE CALOR EN EL ESTUDIO TERMICO DE EDIFICIDS” facultad de Ingenieros U. de Yucatán 1990.(11) SAMAND, VELAZQUEZ MORALES “DISEÑO DE LOS ASPECTOS TERMICDS Del EDIFICIO OPTIMO” Memorias del 2 encuentro nacional de energía y confort en Mexicali, Mex. 1990.
21
III.1 .- SITUACION ACTUAL PROGRAMAS DE SIMULACION
En general todos los programas de simulación
por computadora se fundamentan en los principios de
transferencia de calor. A continuación se describen
algunos de estos programas que hasta la fecha se
han empleado con esta finalidad.
a) El programa de Simulación “TRANSYS” a
TRANSIENT SIMULATION PROGRAM.
Realizado en 1979 por el laboratorio de energía
solar de la Universidad de Wisconsin, Madison.
U. S. A.. considerando la solución de la
ecuación en estado transitorio.
b) El “CODYBA” es un programa que permite
el uso de modelos simplificados para la
descripción del comportamiento de las
edificaciones en el régimen variable o
transitorio realizado por Depecker, Bran y
Rousseau, en el Instituto Tecnológico de
Batiment, descrito en la publicación No 404 de
la serie “Teorías y Métodos de Cálculo”
impresa en 1982.
c) Para el cálculo del Balance térmico de los
edificios se emplea el programa ” DOE-2”
realizado por el laboratorio de ciencias “Los
Alarnos” en la Universidad de California en los
Angeles U. S. A. en 1982.
d) El programa denominado “ABACUS”
desarrollado por Clarke J. A. en 1985 en la
Gran Bretaña, cómo auxiliar en el diseño de
edificaciones al darnos la simulación del
comportamiento de la energía.
22
Por último se encuentran algunos mas sencillos
que se consideran con carácter preliminar
cómo son:
e) “BILBO y f) “BILGA” ambos realizados por:
Faulonnier Guillermara y Grelat en el Instituto
Tecnológico de Batiment, descrito en la
publicación No 457 de la serie “Teorías y
Métodos de Cálculo” impresa en 1987.
Estos últimos así cómo el “CODIBA”, son
paquetes empleados por los diseñadores de edificios
en Europa.
Se distingue el uso en laboratorios
y con fines científicos solamente ya
que son de uso complejo y con
algoritmos sofístícados y profundos los
programan 11DOE-2" y el l'ABACUS1l. (12)
El programa “TRANSYS” es el que en México
se ha usado comúnmente ya que el LABORATORIO
DE ENERGíA SOLAR ha desarrollado una línea de
investigación y se ha integrado un grupo denominado
“Sistemas Pasivos”, ellos son los que han logrado
profundizar mas en el manejo de estos paquetes.
Para calcular la carga de enfriamiento
necesaria para obtener una temperatura deseada de
confort dentro de un espacio, se utilizó un programa
de simulación llamado “TRANSYS”. Por medio de
este programa el diseñador y el analista podran
rápidamente y a bajo costo determinar los
efectos de modificar parámetros en los
sistemas constructivos del edificio o
su funcionamiento y el controlar por
medio de una simulación el
funcionamiento de un sistema
constructivo dado que se considera por
períodos de días enteros, obteniéndose
resultados impresos para cada hora de
las diversas cargas térmicas que
íntervíníeron. (131
23
El TRANSYS” involucra la solución de la las mas recientes, en otros países cómo
ecuación de conducción en estado transitorio para la Estados Unidos la mayoría de los
envolvente, toma en cuenta las variaciones de las edificios son ligeros por lo tanto poco
temperaturas a lo largo del día tanto en el interior se ha investigado acerca del
cómo en el exterior. comportamiento térmico de este tipo de
En nuestro país México la gran mayoría de las materiales. (14)
construcciones se consideran de tipo masivo incluso
(12) PEREZ SANCHES Y CENTENO ARA “UNIFICACION DE MODELOS DE TRANSFERENCIA DE CALOR EN EL ESTUDIO TERMICO DE EDIFICIOS* facultad de Ingenieros U. de Yucatán 1990.(13) SAMANO Y VAZQUEZ *AHORRO DE ENERGIA EN LA VIVIENDA EN CLIMA CALIDO-HUMEDO” Laboratorio de Energía Solar I.I.M.- U.N.A.M. Temixco, Morelia 1990.( 14) OCHOA , VAZIIUEZ Y MORALES “ANAL IS IS B IDCL IMATICO DE LA ARQUITECTURA VERNACULA EN DCOTEPEC MORELOS” Memor ias de l l er encuentro nac iona l de d iseño y medio
ambiente, U. de C. Colima México 1990.
2 4
111.2.- JUSTIFICACION DE ESTE TRABAJO
El estado del arte de los paquetes de computo
y su uso se encuentra en dos vertientes: una es
aquella en la que son usados cómo herramientas de
investigación en laboratorios de universidades e
instituciones de investigación y la segunda cómo
herramienta en el diseño de edificaciones ligeras que
son las usuales en los Estados Unidos y Europa.
Simulan en general los mismos fenómenos y además
están basados en las mismas hipótesis, sin embargo,
las técnicas de resolución y los objetivos fijados por
los diferentes autores de los paquetes, nos dan una
gama de paquetes con diferentes alcances. Así cómo
modelos diferentes, con parámetros y bases
extranjeras que en México dado las características de
edificación particulares no son 100% aplicables
puesto que el concepto de construcción nacional es
masivo.
En México se emplea el “TRANSYS” que
dadas sus características de su origen extranjero ha
sufrido modificaciones y adaptaciones por el
laboratorio de energía solar de la “UNAM” para lograr
simular el comportamiento térmico en los edificios
nacionales. Por este motivo es necesario emolear
esfuerzos encaminados a la realización de un
proarama de cómputo creado con bases v
parámetros locales que contenaa las características
particulares de las edificaciones nacionales crear una
herramienta mexicana que permita al diseñador o
constructor obtener la información necesaria sobre el
comportamiento térmico de los edificios oara
cualquier día del año.
xxv
- < n n 0
IV.-OBJETIVOS
En el presente trabajo se han fijado los siguientes objetivos:
IV.1 .- OBJETIVO GENERAL
Contribuir en el diseño y la adecuación de la
vivienda, tomando cómo base la técnica y la filosofía
del diseño bioclimático, vertida en un paquete de
cómputo para proporcionar al diseñador una
herramienta de cálculo del desempeño térmico de los
edificios para conseguir el confort humano y un
mejor aprovechamiento de los recursos energéticos
convencionales con base en una serie de conductas
constructivas, económicas y culturales.
Que el paquete propuesto simule las 24 horas
del día, para cada elemento de tal forma que su
elaboración responda a un enfoque ligado
estrechamente a la climatización natural. El método
plantea la situación térmica del edificio en términos
de lograr arquitectónicamente mejoras cualitativas y
su consecuente repercusión en la disminución del
consumo energético por concepto de climatización
artificial. Esta herramienta no dirá cómo mejorar tal o
cual situación; simplemente nos ayudará a
diagnosticar térmicamente los puntos críticos de un
proyecto 0 construcción. Por lo mismo, es necesario
complementar este trabajo con otro programa que
nos permita tomar decisiones sobre: diseño formal,
orientación en el sembrado de edificios en función a
las gráficas solares, poder proponer aleros y
partesoles y en el diseño propio de sistemas
constructivos térmicamente adecuados, etc.
27
IV.Z.- OBJETIVOS PARTICULARES
a).- Obtener en corto tiempo una visión del
efecto térmico de cada elemento que conforma
el edificio (muros, cubiertas, ventanas, etc.),
buscando que el proyectista revise sus
proposiciones arquitectónicas durante el
proceso de diseño o bien, que le facilite el
diagnóstico del comportamiento térmico de la
construcción existente de acuerdo a sus puntos
críticos, generando cambios que favorezcan y
modifiquen la temperatura del interior en busca
del confort.
b).-Procurar un adecuado manejo de los
modelos e información generada por el sistema
de computo simplificando al máximo el
procedimiento de interpretación de salidas,
mediante tablas de valores y/o gráficas de los
indicadores requeridos.
c).-Probar el uso del paquete haciendo un
análisis comparativo de los resultados de la
simulación con los datos reales obtenidos del
“ modulo experimental “ construido en la
facultad de arquitectura en Coquimatlan,
Colima con muros de ladrillo de barro y losa
de concreto.
d) Que el paquete sea de fácil manejo para que
cualquier profesionista no especialista en
cálculos térmicos, pueda usarlo sin problemas.
e).- Que se aplique en construcciones
existentes y que contribuya a solucionar,
problemas crónicos con efectos reversibles
principalmente de las viviendas estandarizadas
o de interés social.
xxviii
V- DESCRIPCION DEL MODELO29
88 I , , ,
v- DESCRIPCION DEL MODELO
V.l.- GENERALIDADES
El mas simple de los modelos de
comportamiento térmico es el denominado “modelo
del régimen estacionario” 0 “régimen
permanente”, el cual consiste en suponer una
diferencia de temperaturas constantes entre el aire
interior y el exterior. Esta situación provocaría un flujo
térmico también constante, que atravesaría el
elemento muro siempre en el mismo sentido. Los
conceptos analíticos que se introdujeron para evaluar
la capacidad aislante de un muro se basan en la
hipótesis del régimen estacionario, la cual permite
reducir la complejidad del comportamiento real a un
problema bastante simple de transmisión térmica por
conducción. En el modelo del régimen estacionario el
efecto de almacenamiento térmico resulta totalmente
irrelevante. La mayor o menor capacidad térmica de
los elementos constructivos no influye para nada en
el flujo térmico final, solo interviene en la
determinación del tiempo requerido para que el
régimen de flujo se estabilice.
El modelo de régimen estacionario se aproxima
a la realidad en el caso de entornos cerrados, cuyo
ambiente interior se mantenga artificialmente distante
del ambiente exterior por medio de sistemas
mecánicos de acondicionamiento de aire que
funcionan continuamente. Este modelo no presentara
problema cuando se aplique a edificaciones en
regiones sumamente frías que requieran el uso
permanente de sistemas de calefacción o bien
construcciones en regiones muy calientes, en las
30
,,, ,,, ,,,,, ,,, ,, , , ,, , , , , , ,,,, , , , , , ,,, ,,,,, ,, ,,,
que, a pesar de su elevado costo de instalaciones ,
mantenimiento y grave impacto ecológico se opte por
instalar climatizadores mecánicos de uso continuo.
Otro modelo es el conocido como “régimen
periódico” el cual sirve como base para desarrollar
el presente trabajo de tesis y se encuentra
íntimamente ligado al planteamiento térmico del
diseño arquitectónico y se plantea como alternativa
frente al modelo del régimen estacionario, tratando de
conseguir un mejor ajuste respecto a la realidad. El
objetivo es modelar el efecto térmico de los
elementos constructivos que conforman las paredes y
cubiertas de una edificación cuando se prescinde de
los sistemas mecánicos de acondicionamiento. En
vez de suponer una diferencia constante
de temperaturas entre el interior y el
exterior, el modelo del régimen
períódíco parte de la hipótesis de que
la situación térmica exterior,
caracterizada por la Temperatura
exterior, experimenta una varíacíón
periódica estable, cuyo período
coincide con las 24 horas del ciclo
diario. En una primera aproximación se
puede aceptar que la curva de
temperaturas de bulbo seco presenta una
forma senoídal, pero podrá obtenerse
mayor precisión todavía a partir de la
curva de variación al considerar los
efectos de la radiación. La selección
de la curva de temperaturas exteriores
es arbitraria; la forma de esta curva
constituye tan solo un dato de partída
externo respecto al modelo . Una vez
seleccíonada esta hipótesis inicial y
siempre en ausencia de sistemas
mecánicos de acondicionamíento, e l
modelo sirve para estimar la varíacíón
de la temperatura de la superficie
interna del elemento constructivo31
analizado, cuya otra cara se encuentra constructivo. El desfase (w) que se
en contacto con el ambiente exterior. mide generalmente en horas y el
El grado de amortiguamiento y el amortiguamiento (0) que constituye una
desfase constituyen las dos magnitudes magnitud adimensional obtenida como
que, en el modelo del régimen cociente de la amplitud interna
periódico, caracterizan el respecto a la amplitud externa. (16)
comportamiento térmico de un elemento
V.2.- DESCRIPCION GENERAL DEL PROCESO.
Se puede describir el proceso, en términos desciende, el elemento cederá el calor acumulado y
generales tal y como lo concibe el modelo del lo hará tanto hacia el exterior como hacia el interior.
régimen periódico, en la forma siguiente: cuando la El medio ambiente interno recibirá parte del calor
temperatura exterior vaya en aumento y rebase la cedido por el elemento y podrá así, seguir
temperatura interior el muro acumulará calor y en aumentando su temperatura aunque esté en el
cierta medida lo dejará pasar al interior. Cada capa exterior y se encuentre ya en descenso. Puede,
acumulará su energía térmica y transmitirá por incluso darse el caso de que el interior este
conducción parte de su temperatura a las capas recibiendo calor del elemento aunque la temperatura
siguientes. Por el contrario, si la temperatura exterior externa resulte inferior a la interna.
16) MORILLON GALVEZ DAVID. Tomado y adaptado de *APUNTES DEL CURSO OISEfiO BIOCLIMATICO”. U. de C. y ROE Colima México marzo de 1993
xxxii
El “ modelo computarizado para la
simulación del comportamiento térmico de
edificaciones “ estará compuesto de cuatro
procesos principales que se describen a continuación
de manera general:
a).-El primero denominado “Definición de datos
generales”, se obtiene el numero día elegido, la
declinación solar, y la temperatura interior para
el flujo de calor.
b).-El segundo, llamado “Flujo de calor a través
de la envolvente”, cálcula el flujo de calor en
base a las características físicas de cada
material analizado, a la irradiación horaria
calculada, y a la temperatura sol-aire.
c).-El tercer proceso es el “Balance térmico en
la edificación”, que tiene como finalidad, el
resumir la información interior por sistema y a
partir de esta, describir el flujo de calor a través
del elemento al interior del edificio.
d).-El cuarto y último proceso es el que
proporciona las características a cumplir en un
diseño, de las áreas de ventilación necesarias
para disipar los excedentes de ganancias
térmicas.
Al final se presenta un gráfico que
muestra el retraso térmico y su amortiguamiento
compa-rando la temperatura interior obtenida y la
temperatura ambiente durante un ciclo de 24 horas.
33
V.3.- DESCRIPCION DE CADA PROCESO.
El programa “modelo computarizado para la
simulación del comportamiento térmico de
edificaciones “ está compuesto por los cuatro
procesos mencionados en (v.2) en paquetes que,
partiendo de una base general de datos climáticos y
de las características físicas de los sistemas
constructivos, analizan el comportamiento térmico de
una edificación, para cualquier día y hora del año. Se
describen a continuación en forma detallada y se
presentan en un diagrama general la relación
existente entre ellos. (fig. no. 1)
PROCESO “A” 0 “DEFINICION DE DATOS GENERALES”.
En éste se alimentará la información básica
requerida; datos descriptivos del lugar de la
edificación, latitud, temperaturas: máxima y
mínima...etc.
En este mismo proceso se obtendrán datos
que son insumos, tomados automáticamente para los
siguientes procesos. Entre ellos se encuentra; el día
ordinal, la declinación solar para el día considerado,
la temperatura de proyecto etc.
34
DIAGRAMA GENERAL DE PROCESOS DEL MODELO COMPUTARIZADO (fig.No. 1)
PROCESO “A”CALCULO DE
“DEFINICION DE DATOS GENERALES”.Lv-i
ENTRADA DATOS GENERALES 1__---- ____________________----------------------------------------------------------------------------------- -i----- -------------______PROCESO ‘IB”
“FLUJO DE CALOR A TRAVES DE LA ENVOLVENTE”
____________________------------------------------------------------------------------------------------------------------------I
PROCESO “C”
“BALANCE TERMICO”
1
TIEMPO =24 HRS
1
CALCULO DELBALANCE TERMICO
PROCESO “D”
“CALCULO DE LA VENTILACION”
+SALI
-DAS 4 CALCULO DELA VENTILACION
PROCESO “8” 0 “FLUJO DE CALOR A TRAVES DE LA ENVOLVENTE”
En el proceso “b” se alimentará el número de
elementos que componen la estructura a analizar así
como la descripción detallada de los materiales
que forman el sistema constructivo de cada elemento,
y se calcularán las alturas y azimuts solares en base
a esto se considerará la proyección del rayo solar
para el elemento analizado, de tal manera que
podremos obtener la radiación directa al
descomponerlo en rayos incidentes. Además de que
al vaciar las características de los materiales que
componen el elemento a analizar y con las
ecuaciones para la interpolación de las temperaturas,
considerando el rango de ellas (Temperatura Máxima
menos la Temperatura Mínima) y el nomograma de
M.Evans (1980) se obtienen las diferentes
temperaturas horarias ambientales para las 24 horas.
A partir de esta información se calculará la
temperatura sol-aire en el área con radiación directa y
la temperatura sol-aire sin radiación obteniendo el
valor de flujos unitarios de calor con y sin radiación y
junto con el área. Posteriormente se calculará el “Qc”
ganancia por conducción, el retraso térmico, la
resistencia y coeficiente de convección y el
amortiguamiento; por último las temperaturas
interiores esperadas para cada elemento. Todos
éstos cálculos por cada hora del día y para cada
elemento analizado. Este proceso se repetirá tantas
veces, como elementos se analicen.
36
PROCESO “C” 0 “BALANCE TERMICO”
Este proceso estará compuesto por fases. La
primera se denomina comportamiento térmico de los
elementos, y en ella el programa nos dará los datos
generales del área de estudio. El número de
usuarios, el régimen de usos y la calidad del aire
serán datos de ingreso para ésta fase y aquí
despliegara una tabla resumen por elemento,
definiendo las características de: orientación,
conductividad, retraso térmico, y flujo de calor.
La segunda fase dentro del proceso serán los
cálculos de las ganancias totales en la edificación. En
ésta se obtendrá el retraso térmico de la edificación y
se desplegara una tabla de valores importantes de:
hora, “Qc” con desfase y “Qc” sin desfase “Qv”
ganancia por ventilación, “Qae” ganancia por
aparatos electrices y “Qp” por personas, obteniendo
la ganancia total de la edificación por cada hora
“Qtot”, así como la temperatura interior esperada en
sus dos opciones tomando el desfase térmico y sin
desfase; considerando además las ganancias de
calor por personas y equipos de acuerdo a su patrón
de uso.
PROCESO “D” 0 “CALCULO DE LA VENTILACION”
Es el proceso último del modelo computarizado
propuesto en este trabajo en el que los datos para
realizar los cálculos serán proporcionados de manera
automática con base en resultados de los procesos
anteriores, ganancias totales por conducción sobre la
estructura, No. de usuarios y No. de aparatos
eléctricos. Obteniendo una ganancia total por hora,
misma que será insumo para el cálculo de la37
0 -.
o_ 0 P
PROCESOS MATEMATICOS
1 .- [(mes-1)*(365/12)]+No.dedía
2 .- [ 23,45 * sen( 0,986 ( 284 + nd )) ]
3 .- [ 17,3 + To. / 3 ]
4 .- [ ángulo horario inicial + 105 - 15 ]
,mm,,,,, ,,,,,
EMPLEADOS
= nd
=a
= Tn
=o
5 .- [ arcsen ( cos a * cos <p * cos 0 ) + sen <p * sen a ] =h
6 .- [ arcsen ( cos cp + cos o / cos h ) ] = A az.
7 .- [ ( tang 8 + long. alero ) + long. faldón ] = As.
8 .- [ 9.8 + ( 3.8 * V.V. ) ] = He
9 .-
10 .-
11 .-
12 .-
3 a 3.8 ] = Hi
largo * ( ancho o alto ) ] = A
l/R ] =U
1 / ( l/Hi + el/kl + e2/k2 + en/kn + l/He ) ] = R
13 .- [ 1,38* e *(( cc/k.)* 1/2)] =W
14 .- [cos 8 * cos Go* ( 0,26 *cos q * 0,52((D+M/2)/(D+M+N )))] = GB
15 .- [Tmax-2To+ (VI (Tmax.-2To))] = To. hor
16 .- [Tn.+((GB*a)IHe)+(CAR/He)] = Tsa. c r
17 .- [Tn. +(CAR/He)] = Tsa. sr
numero de día elegido
declinación para el día elegido
temperatura neutral o termopreferendun
ángulo horario
altura solar
azimut solar
altura de la sombra
coef. de perdida por ventilación en exterior
coef. de perdida por ventilación en interior
área total del espacio a analizar
coeficiente de conducción ( conductividad )
resistencia
retraso térmico
irradiación solar
temperatura horaria ambiente
temperatura sol - aire con radiación
temperatura sol - aire sin radiación
l
18 .- [ altura. - ( As * long . ) ] = A cr.
19 .- [ (altura. * long. ) * ( Acr ) ] = A sr.
20 .- [ U * (Tsa. cr. - Tn ) ] = qcr.
21 .- [ U * (Tsa. sr. - Tn ) ] = qsr.
22 .- [ (Ard *qrd)+(Asr *qsr ) (Acr *qcr ) ] = Qc
23 .- [ ((( Tsa - ( Qc*el/A*kl)) - ( Qc*e2/A*k2)) - ( Qc*en/A*kn)) ] = Ti
24 .- [ ( ( T i / T s a ) - l)*lOO ] = n
25 .- [ ( Wl*Al + W2*A2 + W3*A3 . . . + Wn*An ) / A t. ] = Wglob
26 .- [ A l + A2+ A3...+An.] = Atot.
27 .- [ Qcl + Qc2 + Qc~... + Qcn ] = Qc.tot.
28 .- [ Vol. aire * (0,333) ] = qv.
29 .- [ desf. * Wglob. calc. ] =Wg/h
30 .- [ Qcl + Qc2 + Qc~... + Qcn ] = Qc.t .
31 .- [ desf. * Qc.tot. ] = Qc.t.d
32 .- [ qv. * ( No. de canb. ) ] = Qv.h
33 .- [ (alimentar W por A.E. según patrón de uso) ] = Qae.h
34 .- [ (alimentar (115W * No.p) según patrón de uso) ] = Qp.h
35 .- [ Qch+ Qae.h + Qph.. + Qcn ] = Qc.tdh
área con radiación
área con radiación
flujo unitario de calor con radiación
flujo unitario de calor sin radiación
calculo del gasto o flujo de calor
temperatura interior por capas
amortiguamiento de temperatura
retraso térmico global
área total
gasto o flujo de calor total
flujo unitario de calor por ventilación
ajuste de retraso térmico horario
flujo de calor horario total sin desafíe
flujo de calor horario total con desafíe
flujo de calor horario por ven. sin desafíe
flujo de calor horario / aparo. electa. sin desfase
flujo de calor horario por No. pers. sin desfase
flujo de calor total sin desfase
40
B 36 .- [T i -Tn-(Th*(( (T i /Tsa)- l)*lOO)]
b 37 .- [ desf. * Ti.esp. ]
b38 .- [ z Qc.t h ]
39 .- [ desf. * C Qc.t h ]
1 40 .- [ C Qv.t h ]
) 41 .- [ C Qae.t h ]
42 .-1
[ C Qp.t h ]
43 .- [ C ( Qc.sd, Qv.sd, Qae.sd, Qp.sd ) ]
’ 44 .- [ C (Ti*n/24)]
45 .- [desf.* C, (Ti*n/24)]
= Ti. esp
= Ti. esld
= Qc.sd
= Qc.cd
= Qv.sd
= Qae.sd
= Qp.sd
= Q Tot.
= Ti.e.sd
= Ti.e.cd
46 .- [ Q Tot./24 ] = Qo. est.
47 .- [115w* No.P ] =Qp.o
48 .- [ valor mas alto de Qae.sd ] = Qae. o
49 .- [ 0,015 / (( 0,001 - Ce ) * No. P ) ] = V
50.- [ VIVOI. ] = Ncc
51 .- [ ( X ( Qo.est, Qp.o, Qae.o )) / (0,333 * Vol * ( Ti - To. )) ] = Vd
52 .- [ (Vd*Vol)/3600 ] = NCd
53 .- [ NCd / (0,5971 ll * V.V. * sen ( ang. vent / vent.) ] = Av. ent.
54 .- [ Av. ent. * 1.25 ] = Av. sal.
temperatura interior esperada sin desfase
temperatura interior esperada con desfase
flujo de calor sub - total sin desfase
flujo de calor sub - total con desfase
flujo de calor sub - total por vent. sin desfase
flujo de calor sub-tot / apar. elect. sin desfase
flujo de calor sub-tot por No. pers. sin desfase
total de ganancia de calor sin desfase
temperatura prom. int. esperada sin desfase
temperatura prom. int. esperada con desfase
ganancia total por la estructura
ganancia total por No. de usuarios
ganancia total por aparatos eléctricos
cantidad mínima de aire para respirar
numero de cambios por calidad
cantidad mínima para disipar el calor
numero de cambios para disipar el calor
área mínima de acceso
área minima de salida.41
, , , ,,, ,, ,, ,, , , , , , ,
LISTADO DE NOMEGLATURAS
0
h
A az.
As.
R
W
A
G B
To. hor
Tsa. cr
Tsa. sr
Ti
A cr.
A sr.
qcr.
qsr.
Qc
ángulo horario
altura solar
azimut solar
altura de la sombra
resistencia
retraso térmico
área total del espacio a analizar
irradiación solar
temperatura horaria ambiente
temperatura sol - aire con radiación
temperatura sol - aire sin radiación
temperatura interior por capas
área con radiación
área con radiación
flujo unitario de calor con radiación
flujo unitario de calor sin radiación
calculo del gasto o flujo de calor
nd
a
Tn
He
Hi
A
U
n
Wglob
Atot.
Qc.t .
Qc.t.d
Qv.h
Qae. h
Qp.h
Qv.sd
Qae.sd
numero de día consecutivo elegido
declinación para el día elegido
temperatura neutral o termopreferendun
coef. de perdida por ventilación en exterior
coef. de perdida por ventilación en interior
área total del espacio a analizar
coeficiente de conducción ( conductividad )
amortiguamiento de temperatura
retraso térmico global
área total
flujo de calor horario total sin desfase
flujo de calor horario total con desfase
flujo de calor horario por vent. sin desfase
flujo de calor horario / apar. elect. sin desfase
flujo de calor horario por No. pers. sin desfase
flujo de calor sub - total por vent. sin desfase
flujo de calor sub-tot / apar. elect. sin desfase
42
,,
Qc.tot.
TJ-
Wg /h
Qc.tdh
Qo. est.
Qp. o
Qae. o
V
Ncc
Vd
NCd
Av. ent.
Av. sal.
qrd
A rd
Av. ent.
To.
Go.
e
gasto o flujo de calor total
flujo unitario de calor por ventilación
ajuste de retraso térmico horario
flujo de calor total sin desface
ganancia total por la estructura
ganancia total por No. de usuarios
ganancia total por aparatos eléctricos
cantidad mínima de aire para respirar
numero de cambios por calidad
cantidad mínima para disipar el calor
numero de cambios para disipar el calor
área mínima de acceso
área mínima de salida.
flujo unitario de calor radiación directa
área con radiación directa
área mínima de acceso
temperatura ambiente promedio
irradiación solar promedio
espesor del material
Qp.sd
Q Tot.
Ti.e.sd
Ti.e.cd
Ti. esp
Ti. es/d
Qc.sd
Qc.cd
k
CC.
<p
Av.
V.V.
No.P
C e
Val.
flujo de calor sub-tot por No. pers. sin desfase
total de ganancia de calor sin desfase
temperatura prom. int. esperada sin desfase
temperatura prom. int. esperada con desfase
temperatura interior esperada sin desfase
temperatura interior esperada con desfase
flujo de calor sub - total sin desfase
flujo de calor sub - total con desfase
conductividad
capacitancia de los materiales
latitud del lugar
área de la ventana
veloc. del viento
numero de personas
coef. de calidad de aire
volumen
43
0 2 m r 0 u m
,,, ,, ,, ,,
VI- COMPROBACION DEL MODELO
Con el objeto de comprobar el “ modelo
computarizado para la simulación del
comportamiento térmico de edificaciones “ aquí
presentado se tomará la información proporcionada
del “modulo experimental “ descrito en VI.1 y se
ejecutará el programa completo haciendo la
observación de que el programa se aplicará para dos
opciones de valores de temperatura, la primera con
los valores medidos en el experimento y la segunda a
temperaturas horarias obtenidas a partir de los
valores máximo y mínimo de la temperatura
ambiente.
Posteriormente a esta acción y una vez que se
obtuvieron los reportes, se realizaron análisis
comparativos de los resultados de la simulación con
los datos reales, mismos que fueron medidos para el
“ modulo experimental “ construido en la facultad de
arquitectura en Coquimatlan, Colima con muros y
cubierta de materiales característicos de la región y
que se describen a detalle a continuación.
45
, , . , / , . , , , I ,, ,,, , , ,, , , ,, , , ” . 8, ,m,, > ,,,11,,,,,,, ,,, ,,,, #,III
VI.1 .- DESCRIPCION DEL MODULO EXPERIMENTAL
A continuación se presentan las características
del módulo según se describen en la tesis que para
obtener el grado de Maestría en Diseño Bioclimático
presentó Rugen Castañeda Pérez:
a.- Las dimensiones interiores del espacio
generado entre los muros son de 1.50 m x
1.50 m con una altura de 1 .OO m.
b .- El volumen de aire contenido es de 2.25
m3
c.- Los muros son de ladrillo de barro rojo
recocido de 14.00 cm. de espesor asentados
con mortero cemento - arena con un ancho
de junta de 1.5 cm. aproximadamente.
d.- Los muros con orientación Este, Oeste
y Sur tienen aleros de lamina para
sombrearlos y evitar una ganancia excesiva
de calor por radiación solar.
e.- El muro orientado hacia el Norte tiene
una puerta de poliestireno de una pulgada
de 0.65 cm. de ancho por 1 .OO m. de alto
la cual se desconsiderara para efectos de
simplificar las variables.
f.- La cubierta es de losa de concreto
armado de 6.0 cm. de espesor con acabado
pulido
g.- El piso del interior del espacio es de
tierra.
h.- Las condiciones de los alrededores así
como la exposición al viento son las mismas
para todos los muros.
A continuación se presenta un croquis
descriptivo del “modelo experimental” en éste
gráfico se pueden observar las características tanto
dimensionales como formales, así como las
orientaciones de los elementos que lo componen.
xlvi
EXPERIMENTAL2.65 m i
1.8I-i
0iI -:t
1 i._._. ._ ._ ._ ._ ._ ._ _._._ y .__.--___ _ _j .45 m
norte 1
tl? ,
corte sin escala
1.5 m
1.8m
planta sinescala
1.5m ,
2.70 m
.45 m iw
47
A continuación se muestran los resultados
de las simulaciones realizadas a partir de los valores
de temperaturas medidos en el módulo
experimental. Estas tablas son los datos que el
modelo genera al hacer la ejecución del programa.
Esta información se generó en dos formas diferentes.
En la primera, considerando las temperaturas
externas máxima y mínima, de los valores medidos y
el cálculo de la interpolación por el nomograma de
M. Evans (1980) obteniendo las temperaturas
horarias, y el segundo considerando las
temperaturas horarias nedidas del módulo
experimental.
Las tablas de resultados que se generan por
cada forma son las siguientes:
a) Flujo de calor a través de la envolvente
para cada uno de los sistemas constructivos
que forman parte de la edificación analizada.
b) Balance térmico que se compone de
comportamiento térmico de los elementos
tabla resumen y la ganancia total en la
edificación.
c) El cálculo de la ventilación necesaria para
poder respirar adecuadamente en el interior
y también para disipar el calor que se
haya acumulado.
Al final se presenta un gráfico que muestra las
temperaturas ambiente simuladas por el nomograma
de M.Evans (1980) para cada hora, el retraso térmico
y su amortiguamiento comparando la temperatura
exterior y la temperatura interior obtenída durante un
ciclo de 24 horas de un día previamente asignado.
48
SIMULACION EN ELCASO EN QUE SE ALIMENTAN LAS TEMPS. MAX. Y IMIN. PARA CALCULAR LAS HORARIAS POR EL MODELO
N02.XLS 4 9
a
CALCULOS CON TEMPS. MINIMA Y MAXIMA DADAS
F L U J O D E C A L O R A T R A V E S D E L A E N V O L V E N T E 1D A T O S G E N E R A L E S D E L A E D I F I C A C I O N .
EDIFICACION: P R O T O T I P O D E P R U E B A
LATITUD: 19.00 DECLINACION: 13.48
MES No. 8 DIA No. 1 6 No. DE DIA. 230
D. NUB. 3 D. MINUB. 2 D. DESP. 25
TEM. MAX. 36.02 OC, TEM. MED. 27.38 OC , TEM. NEUT. 26.09 OC
VEL. DEL VIENTO = 2.00 MIS
AREA: PROTOTIPO DE PRUEBA DE TABIQUE Y CONCRETO
No. DE ELEMENTOS POR ANALIZAR: 5 ELEMENTO No
ELEMENTO ANALIZADO: CUBIERTA DE CONCRETO
ANGULO DEL ELEMENTO CON RESPECTO A LA HORIZONTAL:
1
0.00
ANGULO DEL EJE NORMAL DEL ELEMENTO REFERIDO AL NORTE.: 0.00
ANGULO DE INCIDENCIA DEL VIENTO RESPECTO A tA VENTANA: 45.00
LONG. ALERO DE PROT. SOLAR: 0 ANCHO FALDON DE PROT. S 0
LARGO DEL ELEMENTO EN Mts. 1.5 ALTO 0 ANCHO DE ELEMENT 1 .5
51
MODELO CON TEMPS. MINIMA Y MAXIMA DADASY
IHRS ANG.HOR. ALT.SOL. AZIM.SOL.
1TETA COS(TETA)
5 í05,00i -9,lO 72,55 90,oo l 0,oo
6 90,oo 4,59 77,59 85,68 [ 0,087 75,00 189 81,95 71,73
60,OO 32,m 86,ll 57,631 0.32
8 1 ’ 0349 45,00
/ t46,82 89,94 43,46 0,73
10 30,oo1
60,98 83,91 29,30 0,8711 15,oo 74,86 71,46 1 15,42 0%12 0,oo 84,75 0,oo ' 5,52 1J-n
-15,oo/
1 3 74,86 -71,46 15,42 0%14 -30,oo
j60,98 -83,91 / 29,30 0,87
15 ;j
45,oo 9 , 46,82 -89,94 43,46 ! *0,7316 -60,oo ! 32,64 / -86,Il ; 57,63 i 0.541 7 1 -75,00 I 189 /1 -81,95 : 71,73 0.32
;18 -90,oo i 4,59 -77,59 1 I 85,681! 0,08
19 -105,oo / -9,lO -72,55 l O,W\ /
90,oo ;I
6,00 [lll~t-l p\\\\] [//MI p\\\\] [l/ll/j p\\\\] [/!///1 LOSA DE CONCRETO
52‘7
Y li am_l.*w ,/, 8, .,, 8, ImI’. , u , m , , , I, , m , SI . , , 88, ,s
MODELO CON TEMPS. MINIMA Y MAXIMA DADAS
absort. emisivi. conduct. capac. espesor.MATERIAL % % W/MoC KJIM3oC MTS.
1 LOSA DE CONCRETO 0,75 0,90 1,90 1800,OO 0,0602 0,oo3 0,oo4 0,oo5 0,oo
6 O,W7 0,oo
23 1 0,oo 22,89 1 22,3724 1 0,oo 22,07 1 21,51
MORETESO
0,oo 0,oo 0,oo0,oo 0,oo 0,oo0,oo 0,oo 0,oo0,oo 0,oo 0,oo0,oo 0,oo 0,oo0,oo 0,oo 0,oo
T sa.SR AREA.CR. AREASR.oc M2 M 2
q CR. q SR.WIM2 WlM2
26,5418.75
24;35 tI
0100 lI
2:25 1 -‘-I
-4.60 t -‘--4.60alo0 2125
I
-7:42 ’ - -23,29 f 1 -7,4222,37 0,oo I 2,25 1 -9.86 -9.8621,51 1 O!OO 1 2.25 1 -12,14 1 -12,14
9
0:oo I283,8w , __,. - -y-- .
0,oo 243,90 63356 0,0510.00 1o[oo
192.7; !,33’88 44.97 55‘70 0,046 0037
0,oo *->-- , ~,~. , - ,___0,oo 7x2 1 27.22 t 0.004 I
#ti_,“” ,-- , _,_-,
AR 8f-l 1 33.28 1 0019 lm ,W”
I -‘--0,oo
1
-1,89 25:86 -0.0010,oo -lo,36 24,50 -0,0060,oo -16,71 23,52 -0,0100,oo -22,19 22,68 ;@0140.00 -27.32 1 21,89 “4018
CALCULOS CON TEMPS. MJNIMA Y MAXIMA DADAS
I F L U J O D E C A L O R A T R A V E S D E L A E N V O L V E N T EI
D A T O S G E N E R A L E S D E L A E D I F I C A C I O N .
EDIFICACION: P R O T O T I P O D E P R U E B A
LATITUD: 19.00 DECLINACION: 13.4%
MES No. 8 DIA No. 1 6 No. DE DIA. . 230
D. NU5. 3 D. WNU5. 2 D. DESP. 25
TEM. MAX. 36.02 OC, TEM. MED. 27.38 OC, TEM. NEUT. 26.03 OC
VEL. DEL VIENTO = 2.00 MIS
AREA: PROTOTIPO DE PRUEBA DE TABIQUE Y CONCRETO
No. DE ELEMENTOS POR ANALIZAR: 5 ELEMENTO No 2
ELEMENTO ANALIZADO: MURO LADO NORTE
ANGULO DEL ELEMENTO CON RESPECTO A LA HORIZONTAL: 90.00
ANGULU DEL EJE NORMAL DEL ELEMENTO REFERIDO AL NORTE.: 0.00
ANGULO DE INCIDENCIA DEL VIENTO RESPECTO A LA VENTANA: 45.00
LONG. ALERO DE PROT. SOLAR: 0 ANCHO FALDON DE PROT. S 0
LARGO DEL ELEMENTO EN Mts. í.5 ALTO 0 ANCHO DE ELEMENT 1
54
HRS ANG.HOR. / ALT. SOL.
5 105,oo6 so,007 75,008 60,OO9 45,oo
10 30,ool l 15,oo12 0,oo13 -15,oo14 -30,oo15 -45,oo16 -60,oo17 -75,0018 -so,0019 -105,oo
-9,lO4,59
18,5432,6446,8260,9874,8684,7574,8660,9846,8232,6418,544,59
-9,lO
I
ji
l
AZIM.SOL. TETA COS(TETA)
72,5577,5981,X86,ll89,9483,9171,46
0,oo-71,46-83,Sl-89,94-86,11-81,95-77,59-72,55
72,8277,6182,3086,6289,8486,9485,lO84,48%1086,9489,8466,6282,3077‘6172,82
os300,220,140,060,Ol0,060,os0,lO0,os0,060,Ol0,060,140,220,30
15,oo [/!/!/l [\\\\\] [/m-J [\\\\\J [//MI [\\\\\] [//f/lj TABIQUE DE BARRO
5 5
CALCULOS CON TEMPS. l&MMA Y MAXIMADADAS
absort. emisivi. conduct. capac.MATERIAL % % WIMoC KJ/MBoC
1 TABIQUE DE BARRO 0,68 0,93 1,15 1440,oo
L
-0.104
HRS IRRAD. To. Tsa.CR Tsa.SR AREACR. AREASR. q CR. q SR. q R.D. Qc. Tk. AmotiwlM2 oc oc oc M2 M2 WlM2 wRvl2 WlM2 W oc (n) %
1 0,oo 21,67 21,07 21:07 0,oo 1,50 -10,55 -10.55 0,oo -15,82 2&44 -0.0552 0,oo 20,97 1 20,34 20,34 0,oo 1,50 -12,08 -12.08 0,oo -18,12 21,91 1 -0,0783 0,oo 20,35 19,68 19,68 0,oo 1,50 -13,46 -13,46 0,oo -20,19 1 21,44 -0.0894 0,oo 19,61 18,90 18,90 0,oo 1,50 -15,09 1
1-15,09 0,oo -22,63 1 20,87
11
5 283,90 19,15 30,oo 18,43 1,50 0,oo 8,22 -16.09 0,oo 12,33 1 28,93 1 0,0366 210‘79 18.74 26,59 18,OO 1,50 0,oo 1,06 -16,99 0,oo 1,58 1 26,45 0,0057 131,31 19,16 23,79 18,44 1,50 0,oo -4,83 -16,07 0,oo -7,24 f 24,42 -0,0268 58,66 20,62 22,36 19,97 l-50 0,oo -7,84 -12,86 0,oo -ll,75 1 23,38 -0,04691 7,02 23198 23,78 23,50 1,50 0,oo 4,84 -5,44 0,oo -7,26 1 24,42 -0,027
1 0 55,96 1 28.99 31,09 28,81 1 1,50 0,oo lo,52 5,72 0,oo 15.77 1 29,72 0,04411 85,71 31,79 35,30 31,80 1 1,50 0,oo 19,34 12,oo 0,oo 29,02 J 32,77 0,07112 94,77 33,09 37,06 33,20 1,50 0,oo 23,05 14,93 0,oo 34,57 1 34,05 0,08113 85,71 34,48 38,19 34,69 1,50 0,oo 25,42 18,08 0,oo 38,12 1 34,87 0,08714 55,96 35,58 38,16 35,88 1,50 0,oo 25,36 20,57 0,oo 38,04 1 34,85 0,08775 7,02 =m 36,66 36,38 1,50 0,oo 22,21 21,61 0,oo 33,31 33,76 0,07916 58,66 35,79 38,50 36,ll 1,50 o1oo 26,07 21,05 0,oo 39,ll 35,lO 0,08817 131,31 33,06 38,52 33,16 1,50 0,oo 26,lO 14,86 0,oo 39,16 35,ll 0,08818 210‘79 30,54 39,07 30,47 1,50 1 0,oo 27,26 1 9,21 0,oo 40,89 35,51 0,0914a 391 on 1 37Qc) I ?Q C;Q 37 41 4 E;n I n n n I 9CACI 94cl n nn 9n rn 1 -ET -1 t-l nnn
2 0,oo
3 0,oo4 0,oo5 0,oo6 0,oo7 0,oo
0,oo0,oo0,oo0,oo0,oo0,oo
0,oo0,oo0,oo0,oo0,oo0,oo
0,oo0,oo0,oo0,oo0,oo0,oo
0,000 0,oo0,000 0,oo0,000 0,oo0,000 0.000,000 0,oo0,000 0,oo
He. $68v. v. 2.00U 2,lOR 0,48
R.T.(w)min 231,62AREATOT. 1,50
;;
L”O,J” Lr ,cIcJ ““,“Y , LI,, I I,cI” Ll,“” L”,-1” L,,d, V,“” JJ,UJ 1 xl,LLt U‘UOY
0,oo 26,ll 25,76 25,76 0,oo 1,50 -0,69 -0,69 1 0,oo -1,03 1 25,85 -0,00321 0,oo 24,77 24,34 24,34 0,oo 1,50 -3,68 -3,68 1 0,oo -5,52 f 24,82 -0,0202 2 0,oo 23,76 23,27 23,27 0,oo 1,50 -5,92 -5.92 1 0.00 -8.87 1 24.04 t -0.0332 3 0.00 22.89 22.35 22.35 0.00 1
-r- --
I -'-- I 1 -'- I 1 -*-- 1 .,50 1 -7,85 1 -7,85 1 0,oo 1 -ll,78 23137 5%,04624 1 0,oo 1 22,07 1 21,49 1 21,49 1 0,oo 1 1,50 1 -9,66 1 -9,66 1 0,oo 1 -14,49 22,75 -0,059
CALCULOS CON TEMPS. MINIMA Y MAXIMADADAS
I F L U J O D E C A L O R A TRAVE§ D E L A E N V O L V E N T E
D A T O S G E N E R A L E S D E L A EDIFICACION.
EDIFICAClON: P R O T O T I P O D E P R U E B A
LATITUD: 19.00 DECLINAClON: 13.48
MES No. 8 DIA No. 1 6 No. DE DIA. 2 3 6
D. NUB. 3 D. NVNUB. 2 D. DESP. 25
TEM. MAX. 36.02 OC > TEM. MED. 27.38 OC , TEM. NEUT. 26.69 OC
VEL. DEL VIENTO = 2.00 MIS
AREA: PROTOTIPO DE PRUEBA DE TABIQUE Y CONCRETO
No. DE ELEMENTOS POR ANALIZAR: 5 ELEMENTO No 3
ELEMENTO ANALIZADO: MURO LADO ESTE
ANGULO DEL ELEMENTO CON RESPECTO A IA HORIZONTAL: 90.00
ANGULO DEL EJE NORMAL DEL ELEMENTO REFERIDO AL NORTE.: 90.00
ANGULO DE INCIDENCIA DEL VIENTO RESPECTO A LA VENTANA: 45.00
LONG. ALERO DE PROT. SOLAR: 0.45 ANCHO FALDON DE PROT. S 0
LARGO DEL ELEMENTO EN Mts. 1.5 ALTO 0 ANCHO DE ELEMENT 1
57
CALCULOS CON TEMPS. MINIMA Y MAXIMA DADAS
i
H R S ANG.HOR./
ALT.SOL. AZIM.SOL. TETAl
ICOS(TETA)
5 .105,00 l -9,lO ' 72,55 19,75 i 0,946 90,oo !
I4,59 77,59 13,13 0,97
7 75,00 18,54 81,95 19,901
0,948 60,OO 32,64 86,ll 32,58 0,849 45,00 46,82 89,94 46,54
i1 0,69
10 30,ooll 15,oo !
60,9874.86 '
83,91 60,88 0,4971,46 75,40
10,26
12 0,oo 1 84,75 0,oo 89,97 I 0,Ol13 -15,oo
174,86 -71,46 90,oo l 0,oo
14 -30,oo15 45,oo /
60,98 -83,91 90,oo i 0,oo46,82 I -89,94 90,oo i 0,oo
16 -60,OO17 -75,00
t 32,64 -86,ll 90,oo 0,oo18,54 1 -81‘95 90,oo
l0,oo
18 -90,oo l 4,59 -77,59 90,oo 1 0,oo19 -105,oo l -9,lO -72,55 90,oo t 0,oo
f
P
15,OO [IJlJtj oll\\\] [llllfl D\\\\] [JIIJJI l)\\\\] [/JJl/j TABIQUE DE BARRO
58
CALCULOS CON TEMPS. MINIMA Y MAXIMADADAS
a:MATERIAL % I % WIMoC .
1 TABIQUEDEBARRO 0,68 0,93 1,15 1440,oo 0,150 0,oo2 0,oo 0,oo 0,oo 0,oo 0,000 0,oo3 0,oo 0,oo 0,oo 0,oo 0,000 0,oo4 0,oo OJO 0,oo 0,oo 0,000 0,oo5 0,oo 0,oo 0,oo 0,oo 0,000 0,oo6 0,oo 0,oo 0,oo 0,oo 0,000 0,oo7 0.00 0.00 0.00 0.00 0.000 0.00
HRS IRRAD. To. Tsa.CR Tsa.SR AREA.CR. AREA.SR. q CR. q SR. q R.D.Whl2 oc oc oc M2 M2 W/M2 WIM2 W/M2
1 O,oO 21,67 21,07 21,07 0,oo 1,50 -10,55 -10,55 0,oo21 0,~ 20,97 20,34 20,34 0,oo 1,50 -12,08 -12,08 0,oo3) O,oO 20,35 19,68 19,68 0,oo 1,50 --l3,4f- -13,46 0,oo4r 0,~ 19,61 18,90 18,90 0,oo 1,50 -15,09 -15,09 0,oo5 1 893.89 19,15 54,87 18,43 1,26 0,24 60,45 -16,09 0,oo6 939.02 18,74 56,28 18,OO 1,34 0,16 63,41 -16,99 0,oo7 892,69 19,16 54,83 18,44 1,26 0,24 1 60,37 -16,07 0,oo8 77783 2062 5168 19 97 1.07 043) 5374 -17 86 0 nn. _ .s-- --,-- - .,-- _,_. .,_. _, .- --'. .-,--
. 9i 64544l 23,98 49,81 23,50 0,79 0,71 49,83 -5,44 ò:óó* I
ll I 2iiIiiI-8,99 48,03 28,81 0,30 1,20 46.10 5,72 0,oo31,79 41,76 31,80 0,oo 1,50 32,91 12,oo 0,oo
931 33.09 33.40 33.20 0.00 1.50 15.35 14.93 0.0012 I1 ---. 4:_- , I I I ~'- I -'- I -z- , -1-- ,131 4.57 I 34.48 1 34.88 I 34.69 1 0.00 l 1.50 I 18.47 1 18.08 1
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I 14 I l 4.62 l n 35.58 - 1 1 36i7 1 I 35:88 1 t 0:oo I I 1:50 I I 20:96 1 I io:57 f I 0.00 0,oo
I 4149 I 36104 36:56 36138 z 0100 3 1150 ~'- I --s- -'--15 1 1 21,99 21,61 0,oo16 1 4,42 35,79 1 36,29 36,ll 0,oo 1,50 21,43 21,05 0,oo17 1 4.55 33,06 1 33,35 33,16 0,oo 1,50 15.25 14,86 0,oo18 t 4.62 30.54 I 30.66 30.47 0.00 1.50 9.60 9.21 0.00
E1 231 om 1 2:1 241 O,oO I
23176 23127 23;27 0,oo 1;50 -5192 -5;92 oloo2,89 22,35 22,35 0,oo 1,50 -7,85 -7,85 0,oo
22,07 21,49 21,49 0,oo 1,50 -9,66 -9,66 0,oo
27139 27:30 27111 oloo 1150 2154 1 1 2115 0,oo26,ll 25,76 25,76 0,oo 1,50 -0,69 1 -0,69 0,oo24.77 24.34 24.34 0.00 1.50 -3.68 1 -3.68 0.00
DATOSGRALES.T.n. 26,09Hi. 3,50He. 16,684. v. 2,ooU 2,lOR 0,48R.T.(w)min 231,624REA.TOT. 1,50
IQc. T.lc. Amort.W oc (ll) %
71193 4216652,oo 38,0735.57 34.2820,59 3018318,Ol 30,2422,40 31,2527,ll 32,3430,85 33,2032,41 33,5631,57 33,3622,29 31,2213,81 29,273,23 26,83
-1.03 25.85
-0,065-0,078-0,089-0,1040,1280,1370,1280,1060,0830,0550,0490,0590,0680,0750,0770,0760,0580,0390,010-0,003-0,020-0,03341946-0,059
CACCULOS CON TEMPS. MINIMA Y MAXIMA DADAS
/
HRS ANG.HOR.i
ALT.SOL. AZIM.SOL. TETA COS(TETA)
5 105,oo -9,lO ’ 72,55 ’ 90,oo 0,oo
6 90,oo 4,59 77,59 90,oo 0,oo
7 75,oo 18,54/
81,95 90,oo 0,oo8 60‘00 32,64 86,lí 90,oo 0,oo9 45,oo 46,82 89,94 89,93 0,Ol
1 0 30,oo 60,98 83,91 90,oo 0,oo11 / 15,oo 74,86 71,46 90,oo / 0,oo1 2 0,oo 84,75 0,oo 90,oo 0,oo1 3 -15,oo 74,86 -71,46 go,oo 0,oo-30,oo 60,98 -83,91 90,oo /
0,oo-45,oo 46,82 -89,94 90,oo / 0,oo
1 6 -60,oo 32,64 j -86,ll1 7
90,oo j 0,oo-75,00 18,54 i -81,95 90,oo / 0,oo
18 -90,oo 4,59 1 -77,59 90,oo i 0,oo1 9 -105,oo -9,lO 1 -72,55 90,oo 0,oo
15,oo [/////j pi\\] [///!/l p\\y [/////.j p\\\\1 [////rJ TABIQUE DE BARRO
60
a PCALCULOS CON TEMPS. MINIMA Y MAXIMA DADAS
I F L U J O D E C A L O R A T R A V E S D E L A E N V O L V E N T E
D A T O S G E N E R A L E S D E L A E D I F I C A C I O N .
EDIFICAClON:
LATITUD:
MES No.
D. NUB.
TEM. MAX.
P R O T O T I P O D E P R U E B A
19.00 DECLINACION: 13.48
8 DIA No. 16 No. DE DIA. 230
3 D. M/NUB. 2 D. DESP. 25
36.02 OC, TEM. MED. 27.38 OC, TEM. NEUT. 26.09 OC
VEL. DEL VIENTO = 2.00 MIS
AREA: PROTOTIPO DE PRUEBA DE TABIQUE Y CONCRETO
No. DE ELEMENTOS POR ANALIZAR: 5 ELEMENTO No 4
ELEMENTO ANALIZADO: MURO LADO SUR
ANGULO DEL ELEMENTO CON RESPECTO A LA HORIZONTAL: 90.00
ANGULO DEL EJE NORMAL DEL ELEMENTO REFERIDO AL NORTE.: 180.00
ANGULO DE INCIDENCIA DEL VIENTO RESPECTO A LA VENTANA: 45.00
LONG. ALERO DE PROT. SOLAR: 0.85 ANCHO FALDON DE PROT. S 0
LARGO DEL ELEMENTO EN Mts. 1.5 ALTO 0 ANCHO DE ELEMENT 1
61
“--_^
, , , ,
,,_..““<~I”-~l. I__,” - , , ,
CALCULOS CON TEMI’S. MINIMA Y MAXIMA DADAS
absort. emisivi. conduct. capac.MATERIAL % % W/MoC KJ/M3oC
1 TABIQUEDEBARRO 0,68 0,93 1,15 í440,002 0,oo3 0,oo5 01000,oo0,oo&&Y
0,oo 0,oo 0,oo 0,000 0,oo He. 16,680,oo 0,oo 0,oo 0,000 0,oo v. v. 2,000,oo 0,oo 0,oo 0,000 0,oo U 2,lO0,oo 0,oo 0,oo 0,000 0,oo R 0,480,oo 0,oo 0,oo 0,000 0,oo R.T.(w)rnin 231,620,oo 0,oo 0,oo 0,000 0,oo AREA.TOT. 1.50
TsaSR AREA.CR. AREASR. q CR. q SR. q R.D. f4rnoft.oc M2 M2 WlM2 WfM2 WlM2 (n) %
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-0,123-0,114
lI
911
5:68 1 23.98 1 23:7310 4:62 28199 29;oo11 4,57 31,79 31,9912 4,51 33.09 33,38
1414 4,OL4,OL 53,OO53,OO JO,UIJO,UI
1515 4,494,49 36,0436,04 36,5636,561 61 6 4,424,42 35,7935,79 36,2936,291717 4,554,55 33,0633,06 33,3533,351818 4,624,62 30,5430,54 30,6630,661 91 9 4.554.55 27.3927.39 27.3027.30
18100 0:oo 1:;o -16:60 ,-
-16,gg' -,- 0,oo -I--I -25,49 --.“t --,-- 20,2118,44 0,oo 1,50 -15,68 -16,07 0,oo -24,ll 20,5319.97 0.00 1.50 -12.48 -12.86 0.00 -19.29 21.6423150 OIOO 1150 -4;95 -5144 1O,oO -8:1i 1 ,1 24,21 -0,084 -0,03028,81 0,oo 1,50 6,12 5,72 0,oo 8,59 28,07 0,02631,80 ) 0,oo 1 1,50 1 12,40 1
1 18.08 12,oo 000 0,oo 77111 18,Ol 30,24 0,0490,oo 1 22,40 1 31,25 1 0,05
18.47 1 1 1 ;;,;$
33:56
~<$
0:077
-2-- .‘-- --I .. ._,_-->-- 0,oo 1,50 2O,Q6 20,57 õ:õõ ii&
1
36,38 0,oo 1,50 21,99 21,61 0,oo 32,4136,ll 0,oo 1,50 21,43 21,05 0.00 31.57 t33,16 0,oo 1,50 15,25 14,86 ~1-- , --,--9l-l A7 n Al-l 4 rn n cn n9.l n nn 1 49 0.
0:oo 1:50r -‘-- --‘- , __>-.
27,ll 2,54 ZA5 0,oo 3,23 26,8325,76 0,oo 1,50 -0,69 -0,69 0,oo -1,03 25,85 -VI"""24.34 0.00 1.50 -3.68 -3.68 0.00 -5.52 24.82 ao2023127 1 0:oo
11150 1 -5;92
1-5[92 0:oo -8:87 I
124,04 '-- -,---
-0,033-7,85 0,oo -ll,78 f 23,37
-21,49&046
1 0,oo 1 1,50 1 922,35 1 0,oo 1 1,50 1 -7,85
-9,66 -9,66 1 o,oo I -14,49 f 22,75 1 -0,05
CALCULOS CON TEMPS. WNIMA Y MIMA DADa
F L U J O D E C A L O R A T R A V E S D E L A E N V O L V E N T E
D A T O S G E N E R A L E S D E L A E D I F I C A C I O N .
EDIFICACION: P R O T O T I P O D E P R U E B A
LATITUD: 19.00 DECLINACION: 13.48
MES No. 8 DIA No. 1 6 No. DE DIA. 2 3 0
D. NUB. 3 D. MINUB. 2 D. DESP. 25
TEM. MAX. 36.02 OC , TEM. MED. 27.38 OC, TEM. NEUT. 26.09 oc
VEL. DEL VIENTO = 2.00 MIS
AREA: PROTOTIPO DE PRUEBA DE TABIQUE Y CONCRETO
No. DE ELEMENTOS POR ANALIZAR: 5 ELEMENTO No 5
ELEMENTO ANALIZADO: MURO LADO OESTE
ANGULO DEL ELEMENTO CON RESPECTO A LA HORIZONTAL: 90.00
ANGULO DEL EJE NORMAL DEL ELEMENTO REFERIDO AL NORTE.: 270.00
ANGULO DE INCIDENCIA DEL VIENTO RESPECTO A LA VENTANA: 45.00
LONG. ALERO DE PROT. SOLAR: 0.45 ANCHO FALDON DE PROT. S 0
LARGO DEL ELEMENTO EN Mts. 1.5 ALTO 0 ANCHO DE ELEMENT 1
P
63
HRS ANG.HOR. ALT.SOL. AZIM.SOL. TETA COS(TETA)
5 105,oo -9,lO 72,55 90,oo 0,oo
6 90,oo 4,591
77,59 90,oo 0,oo
7 75,oo 18,54(
81,95 90,oo 0,oo
8 60,OO 32,64 86,ll 90,oo I
9 45,oo 46,82 89,94 90,oo1 0 30,oo 60,98 83,91 90,oo 1
0,oo0,oo
0,oo11 15,oo 74,86 71,46 90,oo 0,oo12 0,oo 84,75 0,oo 90,oo 0,oo1 3 -15,oo 74,86 -71,46 75,50 0,25
14 -30,oo 60,98 -83,91 60,9615 j0949 .
-45,oo 46,82 -89,94 46,56 0,6916 -60,oo 32,64 -86,ll
/32,71
10,84
17/l -75,oo 18,54 -81,95 / 20,36 0,94
1 8 -90,oo 4,59 -77,59 14,17j
-105,oo1 0‘97
19 -9,lO -72,55 20,72 0,94
15,oo [MI [\\\\\] [NdI Di\\\] [i////j [\\\\\] [MII TABIQUE DE BARRO
64
, , > , , , , , , , , , , , , , , , , , / , , , , , , / , . , “ , , , , , , ,
CALCULOS CON TEMPS. MINIMA Y MAXIMA DADAS
DATOSGRALES.wlrvloc KJIM3oC MTS. % T.n. 26,09
Hi. 3,50
2 0,oo 0,oo 0,oo 0,oo 0,000 0,oo He. 16,68
3 0,oo 0,oo 0,oo 0,oo 0,000 0,oo v. v. 2,00
4 0,oo O,oO 0,oo 0,oo 0,000 0,oo U 2,lO5 0,oo 0,oo 0,oo 0,oo 0,000 0,oo R 0,48
6 0,oo 0,oo 0,oo 0,oo 0,000 0,oo R.T.(w)min 231,627 0,oo 0,oo 0,oo 0,oo 0,000 0,oo AREA.TOT. 1,50
HRS IRRAD. To. Tsa.CR Tsa.SR AREACR. AREA.SR. q CR. q SR. q R.D. Qc. TJc.wfM2 oc oc oc M2 ful2 whI2 WIM2 WlM2 W oc
I I I I I I I I
1 o,m I 21,67 1 21,07 1 21,07 1 0,oo 1 1.50 1 -10,55 1 -10,55 0,oo -1'5,82 1 22,442 W-J10 I 20.97 t- 20.34 I 20.34 I 0.00 I 130 I -12,08 1 -12,OEj 0,oo -18,12 1 21,9131 0.00 I 20.35 1 19.68 1 19.68 1 0,oo I 1,50 I -13,46 I -13,46 0,oo
l 41 I 0.00 -.-~ , I 19:Sl 1 18190 i 18;90 1 oloo 1 1150-20.19 21,44
1 -15,09 1 -15,09 1 0,oo -22,63 20,8730 I 1.50 1 -15.70 1 -16.09 1 0,oo -24,14 1 20,53
1 l 0.00 I -25.49 l 20.21
I
5‘ 4:s 19115 18,61 1 18.43 1 0-l6 4,62 18,74 18,lC7 4,55 19,16 18.6;8 4,47 20.62
.-> - -) 18,OO -‘-- -‘--0,oo 1,50 -16:6ó '-16,9C , I1-,-- 18,44 0,oo 1,50 -15,68 -16,07 0,oo -24;ll 20,53
I -_/__ 20,15 19,97 0,oo 1,50 -12,48 -12,86 0,oo -19,29 21,64,n *') na I 92 EQ -29 cn n nn 4 cn cnr I -CAA n nn -Q 4C i q>A 349 4,4Y L3,YO LJ,“O LJ,3” V,“” I,J” -J,“b/ -ti,-r-? , V,“” 1 -u, IV , L-t,& I
?O 4,62 28,99 29,00 28,81 0,oo 1,50 6,12 5,72 0,oo 8,59 28,0711 4,57 31,79 31,99 31,80 0,oo 1,50 12,40 12,00 0,oo 18,Ol 30,2412 4.51 33.09 I 33,3E I O!OO I 22,40 31,253 1 33,20 1 0,oo 1 1,50 1 15,32 1 14,9f
27.11 1 32~3413 242,57 -‘- 34:48 44158 1 34,69 0,oo 1,50 38,85 1 18,08 0,oo -. I. -14 470.43 35.58 55.06 I 35,88 0,29 1,21 60,85 1 20,57 0,oo 42,68 ii:&
0.79 0.71 76.86 1 21.61 0,oo 76,ll 43,63i I 0.00 I 102.61 49.73--,-- -'. - -'-7 36511 1,07 0,43 87,55 21:ó:
5 33,16 1,25 0,25 91,08 14,86 0:oo 1 -'- -117,59 53,19,- --,- . __,_l 30,47 1,33 0,17 89,26 9,21 0,oo 120,29 53,81he- I h-f rìn I E3 99 c>7 44 4 q)c n -ic 7 9 ?c> 9 4lc n nn n 7 n7 AQ CC
1 no01 -,-- -_, 24.77 1 24.34 I 1 24:34 1 0:oo 1 l 1:50 I I -3:68 1 -3:68 1 0100 I -5152 1 2418221 -,-- - .,-2 2 0,oo 23,76 23,27 23:27 0,oo 1:50 -5192 -5192 0100 -8187 24:0423 0,oo 22,89 22,35 22,35 0,oo 1,50 -7,85 -7,85 0,oo -ll,78 23,372 4 0,oo 22,07 21,4: i . 00 -14,49 22,7531 21,49 1 0,oo 1 1,50 1 -9,66 1 -9,6E
-0,078-0,089-0,104-0,114-0,123-0,114-0,084-0,0300,0260,049
CALCULOS CON TEMPS. MINIMA Y MAXIMA DADAS
.
B A L A N C E ’ T E R M I C O D E L A EDIFICAClON
EDIFICACION: P R O T O T I P O D E P R U E B A
LATITUD: 19,oo DECLINACION: 13,48
MES No. 8 DIA No. 16 No. DE DIA. 2 3 0
D. NUB. 3 D. M/NUB. 2 D. DESP. 2 5
TEM. MAX. 36,02 OC , TEM. MED. 27,38 OC TEM. NEUT., 26,09 O C ,
AREA: PROTOTIPO DE PRUEBA DE TABIQUE Y CONCRETO
ALTURA = 1 ,oo LARGO = 1,50 ANCHO = 1,50
No. DE USUARIOS = 0,oo CALIDAD DEL AIRE (Ce.) = 0,0007
PURO Ce.= 0.0003 MEDIO PURO Ce.= 0.0005 TIPO URBANO Ce.= 0.0007
ANG.1 INCIDENCIA / PLANO DE VENTANA= 45,00 VEL. DEL VIENTO = 2,00 MIS
C O M P O R T A M I E N T O T E R M I C O D E L O S E L E M E N T O S T A B L A R E S U M E N
NUM. ,i ANGULOI RESPEC. l U R.T. (w). !/ /AREA/ FLUJO DE CALORELEM. 1 Qc.HORIZ. NORTE. WIM2oC. (w)(min.) l M2 AMAN.
1,oo *CENIT. 1 OCASC
0,oo 0,oo 2,65 80,59 2,252,00 90,oo 0.00 2,lO231,62
i -27,47 293,56 46,801,50
3,00 90,oo 90,oo1,58 34,57
z1040,89
231,62 1,50
4,00 90,oo 180,OO 182,SO 22,40
2,lO13,81
5,oo 90,oo 270,OO 2,lO ;231,62 1,50 -25,49 22,40 13,81231,620,oo 0,oo 0,oo j 1,50 -25,49 22,40 120,29
0,oo 0,oo ! 0,oo 0,oo0200 0,oo 0.00 0,oo 0,oo j
wo ( 0,oo0,oo 0,oo
0,oo0,oo !
0,oo 0,oo 0‘000,oo 0,oo 0,oo 0,oo
0,oo 10,oo
0,oo 0,oo 0,oo 0,oo0,oo i 0,oo
0,oo 0,oo 0.00 0,oo 0,oo 0,ooom 1 0,oo i 0,oo0,oo 0,oo 0,OO
232,74I1 8,25 5,w 1 395,31 j j 235,61
CALCULO; CON TEMPS. MINIMA Y MAXIMADADAS
G A N A N C I A S T O T A L E S E N L A EDIFICAClON.
RET.TERM.(CALC.) Hrs. 3,aa
RET.TERM.(A.lUST.) Hrs. 4
qv. = 0,?4 W. POR CADA CAMBIO POR HORA
EMP.INT. ESP. Ir
HORA
POR LA ENVOLVENTESIN.
i CoN.DESF. 1 DESF.
! POR EL INTERIOR I T O T A L .VENT. ‘AP.EL=T. / PERSON GANANCIA TOTALQ.v. Q.a.e. 1 Q.p. CON.DESF.
I Qc. (w) /Qc. (W) o/v) i 0 I iv 1 Q TOT. (W) T.I. OC / T.I. OC
1 -93,l j -26,9 o,o I 0 i QO I -26,9 23,0 1 25,209 ]2 -lo6,7 j -43,3 NJ / 0,o j 0,o 1 -43,3 22,5 1 24,470 13 I -lia,8 / -57,5 o,o j o,o / 0,o j -57,5 22,0 1 23,831 14 / -133,2 / -70,a o,o 1 o,o / w i -70,a 21,5 / 23,234 15 / -8,l j -93,l WI / w / w I -93,l ! 19,5 j 22,972 l
1 6 56 j -106,7 / o,o / o,o I 0,o ( -1o6,7 19,2 1 22,470 i7 / 51,7 / -lia,8 o,o 1 QO / OJI l 4 Aa,819,7
/ +22,021
8 / 943 I -133,2 QO I QO 1 0,o l -133,2 21,o I 21,490 jI 179,2 j -8,l 0.0 l 0.0 / 0.0 / -8 .1 / 239 19494 i910 QO -1 --I- .-1 ‘-.i 295,3 / 516 1
1 0,o 1olo !
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l 08 2 I 21 n j 31 038 cm
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I 1 2 / 395,3 98,3 ò:; / 0,o l ---; , ““,”1 3 II 417,4 179,2 oto ao I RO / 179,2 / $8 I ;i:,,, #1 4 j 426,3 295,3 08 f-40 I o,o I 295,3 1 32,8 / 27,853 11 5 j 418,2 ; 363,7 QO I w 1 0 I 363,7 32,9 1 30,049 11 6 l 397,6 / 395,3 0,o / w 1 o,o 1 395,3 32,5 I 30,995 11 7 I 324,2 ( 417,4 010 ! ao l 070 I 417,4 30,2 1 32,041 118 1 235,6 / 426,3 w / o,o I o,o / 426,3 7R7 / 37 7i7
19 l 151,5 / 418,2 w oso I o,o I 418,2 s-P>.. w-,““”! 2 0 ; -60 / 397,6 QO 0,o ! 0,o 1 397,6 26,2 1 32,485
2 1 / -32.4 / 324.2 0.0 l 0.0 / 0.0 I 324 7 757 I Tm 778
-52:2 235:6 i 0:o-‘- -‘- -- .,- I --,- , .9’,--’
22 I ! l 0.0 I 0.0 I 235 6 746 / 78 77n I
i2 3I 24!
/TOTALES
l
-‘--6913 151:5
I
/ 0:0 0:o i 090 i---,- -.,- -WI---151,5 23,9 1 25,803 i
-85,3 1 -60 o,o oto 1 w 1 40 23,3 1 26,199
3054,7 3095,4 o,o QO 0,o ’ 3095,4 P R 0 M . 25,a 25,a
C A L C U L O D E L A V E N T I L A C I O N
EDIFICAClON: P R O T O T I P O D E P R U E B A
AREA: PROTOTIPO DE PRUEBA DE TABIQUE Y CONCRETO
GANANCIA TOTAL POR LA ESTRUCTURA
GANANCIA TOTAL POR No. DE USUARIOS
GANANCIA TOTAL POR APARATOS ELECTRICOS
T O T A L D E G A N A N C I A
128,97
0,oo
-0,oo
128,98
C A L C U L O D E V E N T I L A C I O N N A T U R A L
P O R C A L I D A D
LA CANTIDAD MINIMA NECESARIA PARA RESPIRAR ES DE:
ESTO HACE QUE EL NUMERO DE CAMBIOS DE AIRE POR HORA POR CALIDAD SEAN:
0,oo m3/HR.
0,OO CAMBIOSIHR.
P A R A D I S I P A R G A N A N C I A S C A L O R I F I C A S
LA CANTIDAD NECESARIA PARA DISIPAR EL CALOR ES: 0,07 m3keg.
EL NUMERO DE CAMBIOS DE AIRE PARA LOGRAR LA DISIPACION DEL CALOR ES: 133,09 CAMBIOS/HR.
D I M E N S I O N A M I E N T O D E V E N T A N A S .
EL AREA TOTAL DE ABERTURAS POR EL LADO DEL ACCESO DEL AIRE ES: 0,09 M268
EL AREA TOTAL DE ABERTURAS POR EL LADO DE SALIDA DEL AIRE ES: 0,ll M2
tem
per
atu
ras
OC
3¿;
Ev:
8u:
D
+05
13--
ii
15 -
-
17 -
-
19 -
-
,,,” ,,,, , ,I
,,,,,,,,/,,,, ,. , , ,,,,, <,,,,,,,, ,, , , ,,m ,,,,, > /, 8, I m,m ,mh ‘8, “* ‘7, ‘8 ‘, ’ “ , * ” ” ”
02.XLS 69
SIMULACION EN EL CASO EN QUE SE ALIMENTAN LAS TEMPERATURASREALES HORARIAS EXPERIMENTALES AL MODELO
, I , , , , , I , I I , I . I , , , , , , ,
CALCULO CON TEMP. REAL EXPERIMENTAL
I F L U J O D E C A L O R A T R A V E S D E L A E N V O L V E N T E
D A T O S G E N E R A L E S D E L A EDIFICACION.
EDIFICAClON: P R O T O T I P O D E P R U E B A
LATITUD: 19.00 DECLINACION: 13.4a
MES No. 8 DIA No. 1 6 No. DE DIA. 2 3 0
D. NUB. 3 D. M/NUB. 2 D. DESP. 2 5
TEM. MAX. 36.02 OC , TEM. MED. 27.86 OC , TEM. NEUT. 26.24 OC
VEL. DEL VIENTO = 2.00 MIS
AREA: PROTOTIPO DE PRUEBA DE TABIQUE Y CONCRETO
No. DE ELEMENTOS POR ANALIZAR: 5 ELEMENTO No
ELEMENTO ANALIZADO: CUBIERTA DE CONCRETO
ANGULO DEL ELEMENTO CON RESPECTO A LA HORIZONTAL:
ANGULO DEL EJE NORMAL DEL ELEMENTO REFERIDO AL NORTE.:
ANGULO DE INCIDENCIA DEL VIENTO RESPECTO A LA VENTANA:
LONG. ALERO DE PROT. SOLAR: 0 ANCHO FALDON DE PROT. S
LARGO DEL ELEMENTO EN Mts. 1 .5 ALTO 0 ANCHO DE ELEMENT
1
0.00
0.00
45.00
0
1.5
I
71
CALCULO CON TEMP. REAL EXPERIMENTAL
HRS ANG.HOR. ALT.SOL. AZIM.SOL. TETA COS(TETA)
5 105,oo -9,lO 72,55 90,oo 0,oo6 90,oo 4,59
!77,59 8568 j 0,08
7 75,oo 189 81,95 71,73 0,328 60,OO 32,64 86,ll 57,63 O,M9 45.00 46,82 89,94 43,46 i 0,73
1 0 30,oo 60,98 83.91 29,30 0,87ll 15.00 74,86 71,46 15,42 0s12 WO 84,75 0,oo 5,52 1 .oo13 -15,00 74,86 -71.46 15,42 0%1 4 -30,oo 6&98 -83,91 29,30 0,871 5 / -45,oo 46,82 -89,94 43,46 0,73 ’16 1/ -60,oo 32,64 -86,ll ’ 57,63 I 0317 / -75,oo 18,54 -81,95 71,73 1 0,3218 /! -90,oo 4,59 . -77‘59 85,68 0,081 9 j -105,oo -9,lO -72,55 90,oo 0.00
/
6,00 [MJ [N] [//!!/1 [\\\\\] [!!///l D\\\\] [/////‘j LOSA DE CONCRETO
72
CALCULO CON TEMP. REAL EXPERIMENTAL
DATOS GWES.26,243,50
2 0,oo 0,oo 0,oo 0,oo 0,000 0,oo 16,683 0,oo 0,oo 0,oo 0,oo 0,000 0,oo 2.004 0,oo 0,oo 0,oo 0,oo 0,000 0,oo 2.655 0,oo 0,oo 0,oo 0,oo 0,000 0,oo 0,386 0,oo 0,oo 0,oo 0,oo 0,000 0,oo 80,597 0,oo 0,oo 0,oo 0,oo 0,000 0,oo 2.25
HRS IRRAD. To. Tsa.CR TsaSR AREACR. AREA.SR. q CR. q SR. q R.D. Tk.whl2 oc oc oc M2 M2 WIM2 tiM2 tiIM2 W oc
1 0,oo 1'9,26 18,56 18,56 0,oo 2,25 -20,34 -20,34 0,oo -45,76 19,212 0,oo 18,74 18,02 18,02 0,oo 2.25 -21,78 -21,78 0,oo -49,00 18,713 0,oo 19,70 19,02 19,02 0,oo 2.25 -19.12 -19.12 0.00 .A I
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20128 23109-1-m - -'-- -, - . . - ,
6 76,97 19,63 2,25 0,oo -8,33 -17,7 300,92 19,31 32,15 18,62 2,25 0,oo 15,67 -20,-T8 496,00 21,58 43,30 20,99 2,25 0,oo 45,22 -13,90 _,__
9 680,92 21,42 51,44 20.83 2.25 0.00 66.82 t -14.34 0.00 1 15oi10 840,89 23,77 61,ll 23;30 2125 0100 92:43 +g
-,-- 1207;
49,330,oo 98 58,19
11 919,55 26,81 67,85 26,51 2,25 0,oo 110,32 0,72 0,oo 248,22 64,3712 936,62 29,67 71,66 29,54 2,25 0.00 120.40 8.7713 919,55 32,82 74,25 3;-,.2.91 I, 2.25 I-'-- I OOOI 1 7 7 ' 7 8 I
I0.00 270,91 67,86
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680:92I
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15 2,25 0,oo 107,64 26,16 496,00 36,02 58,65 36,35 2,25 0,oo 85,91 26,17 300,92 34,02 47,72 34,19 2,25 0,oo 56,96 21,-v18 76,97 32,82 36,37 32,91 2,25 0,oo 26,86 17,6819 4.55 29.42 29,48 29,28 2,25 0,oo 8,60
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cWRETES4
CALCULO CON TEMP. REAL EXPERIMENTAL
I F L U J O D E C A L O R A T R A V E S D E L A E N V O L V E N T E
D A T O S G E N E R A L E S D E L A EDIFICACION.
EDIFICAClON: P R O T O T I P O D E P R U E B A
LATITUD: 19.00 DECLINACION: 13.48
MES No. 8 DIA No. 16 No. DE DIA. 230
D. NUB. 3 D. M/NUB. 2 D. DESP. 2 5
TEM. MAX. 36.02 OC, TEM. MED. 27.38 OC, TEM. NEUT. 26.09 OC
VEL. DEL VIENTO = 2.00 lws
AREA: PROTOTIPO DE PRUEBA DE TABIQUE Y CONCRETO
No. DE ELEMENTOS POR ANALIZAR: 5 ELEMENTO No 2
ELEMENTO ANALIZADO: MURO LADO NORTE
ANGULO DEL ELEMENTO CON RESPECTO A LA HORIZONTAL: 90.00
ANGULO DEL EJE NORMAL DEL ELEMENTO REFERIDO AL NORTE.: 0.00
ANGULO DE INCIDENCIA DEL VIENTO RESPECTO A LA VENTANA: 45.00
LONG. ALERO DE PROT. SOLAR: 0 ANCHO FALDON DE PROT. S 0
LARGO DEL ELEMENTO EN Mts. 1.5 ALTO 0 ANCHO DE ELEMENT 1
d
I / 1 / i
74
CALCULO CON TEMP. REAL EXPERIMENTAL
HRS ANG.HOR. ALT.SOL. AZIM.SOL. TETA COS(TEJA)1
5 105,oo -9,lO 72,55 72,82 0,306 90,oo 4,59 77,59
l77,61 022
7 75,oo 18,54 81,95 82,30 0,148 60,OO 32,64 86,ll 86,62 0,~9 45,oo ’ 46,82 89,94 89,84 i
l
0,Ol
10 i 30,oo 60,98 83,91 86,94 06ll 15,oo
'74,86 71,46 85,lO 09
12 0,oo 84,75 0,oo 84,48 1 0,1013 -15,oo 74,86 -71,46 85,lO i Q=J14 -30,oo 60,98 -83,91 @3,94 i 061 5 -45-00 j 46,82 -89,94 89,84 i 0,Ol '
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I82,30 j 0,14
18 L -90,oo 4,59 -77,59 77,61 '! 02l9 / -105,oo -9,lO -72,55 72,82 0,30
15,oo [ll!!/1 p\q [/l//IJ [\\\\\] [/!/!/1 pu\\] [/!/!Il TABIQUE DE BARRO.
75
..“., “ . . ,, .~x I_I , . ,, ,, .,“_,. ,“.<_.. <<“,1 “~_“... “. ,,CALCULO CON TEMP. REAL EXPERIMENTAL .
MATERIAL % WIMoC KJIM3oC1 TABIQUE DE BARRO 0,68 0,93 1,15 1440,oo 0,150 0,oo2 0,oo 0,oo 0,oo 0,oo 0,000 wo3 0,oo O,oO 0,oo 0‘00 0,000 0,oo4 0,oo OtoO 0,oo o,oo , 0,000 0,oo5 0,oo 0,oo 0,oo 0,oo 0,000 0,oo6 0,oo 0,oo 0,oo 0,oo 0,000 0,oo7 0,oo O,O(
HRS IRRAD.WIM2
To.oc
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v. v. 2,00U 2,lOR 0,48
R.T.(w)min 231,62
1 0,oo 19,26 18,54 18,54 0,oo 1,50 -16;16 -16,162 0,oo 18.74 18.00 18,OO 0,oo 1.50 -17.31 -17,313 0;oo 19170 19,oo 19,00 0,oo 1;50 -15,19 -15,194 0,oo 21,73 21,13 21,13 0,oo 1,50 -lo,72 -lo,725 283,90 21,73 32,71 21,13 1,50 0,oo 13,59 -lo,726 210.79 20.28 28.20 1 19.61 1.50 0.00 4.13 -13.92
I0,oo -24,24 1 20,650,oo -25,96 20,250,oo 1 -22,79 20,980.00 I -16.08 I 22.530,oo 20:38 30:93qoo 6,20 27,66loo -7 71 74 577 I
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8 58,66 21,58 23,37 20,98 1,50 0,oo -6,03 -ll,05 0,oo -9,04 1 24,159 7,02 21,42 21,09 20,81 1,50 0,oo -lo,80 -ll,40 0,oo -16,21 1 22,50
10 55,96 23,77 25,56 23,28 1,50 0,oo -1,42 -6,21 0,oo -2,12 25,75ll 85,71 26,81 29,99 26,50 130 0,oo 7,89 0,55 0,oo ll,83 28,961 2 94,77 29,67 33,40 29,54 1,50 0,oo 15,05 6,94 0,oo 22,58 31,4413 85,71 32,82 36,40 32,91 1,50 0,oo 21,36 14,02 0,oo 32,03 33,6214 55,96 35,03 37,57 35,29 1,50 0,oo 23,80 19,oi 0,oo 35,70 34,4615 7,02 35,91 36,52 36,24 1,50 0,oo 21,61 21,oo 0,oo 32,41 33,701 6 58,66 36,02 38,75 36,36 1,50 0,oo 26,28 21,25 0,oo 39,42 35,3217 131,31 34,02 39,55 34,20 1,50 0,oo 27,97 16,72 0,oo 41,95 35,9018 210,79 32,82 41,50 32,91 1,50 0,oo 32,07 14,02 0,oo 48,lO 37,3219 283,90 29,42 40,85 29,27 1,50 0,oo 30,69 6,38 0,oo 46,03 36,8420. 0.00 . 26.78 , 26.47 , 26.47 , 0.00 . 1.50 * 0.48 . 0.48 , 0.00 . 0.72 m 2640
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0
J,
tmort.(n) %
-0:026-0,034-0.067
CALCULO CON TEMP. REAL EXPERIMENTAL
F L U J O D E C A L O R A T R A V E S D E - L A E N V O L V E N T E
D A T O S G E N E R A L E S D E L A E D I F I C A C I O N .
EDIFICAClON: P R O T O T I P O D E P R U E B A
LATITUD: 19.00 DECLJNACION: 13.48
MES No. 8 DIA No. 1 6 No. DE DIA. 230
D. NUB. 3 D. MINUB. 2 D. DESP. 2 5
TEM. MAX. 38.02 OC, TEM. MED. 27.38 OC, TEM. NEUT. 26.09 OC
VEL. DEL VIENTO = 2.00 MIS
AREA: PROTOTIPO DE PRUEBA DE TABIQUE Y CONCRETO
No. DE ELEMENTOS POR ANALIZAR: 5 ELEMENTO No 3
ELEMENTO ANALIZADO: MURO, LADO ESTE
ANGULO DEL ELEMENTO CON RESPECTO A L4 HORIZONTAL: 90.00
ANGULO DEL EJE NORMAL DEL ELEMENTO REFERIDO AL NORTE.: 90.00
ANGULO DE INCIDENCIA DEL VIENTO RESPECTO A LA VENTANA: 45.00
LONG. ALERO DE PROT. SOLAR: 0.45 ANCHO FALDON DE PROT. S 0
LARGO DEL ELEMENTO EN Mts. 1.5 ALTO 0 ANCHO DE ELEMENT 1
77
CALCULO CON TEMP. REAL EXPERIMENTAL
HRS ANG.HOR. ALT.SOL. AZIMSOL. TETA COS(TETA)
'5 105,oo -9,lO 72,55 19‘75 0,946 90,oo 459 77,59 13,13 0,977 75,oo 1 IB,54 81,95 19,90 0,948 60,OO 32,64 86,ll 32,58 0,849 45,oo 46,82 89,94 46,54 0,69
1 0 30,oo 60,98 83,91 60,88 0,4911 15,oo 74,86 71,46 75,40 0.2612 0,oo 84,75 0,oo 89,97 0,Ol1 3 -15,oo 74,86
1-71,46 90,oo 0,oo
14 -30,oo1
60,98 -83,91j
90,oo wo1 5 -45,oo 46,82 -89,94 90,oo .i 0,oo16 -60,OO j 32,64 -86,ll 90,oo 0,oo17 -75,00 IB,54 -BI,95 1 90,oo 0,oo18 -90,oo 4,59 -77,59 90,oo 0,oo1 9 -105,oo -9,lO -72,55 / 90,oo 0,oo
1500 [//111] [Ny [IllllJ [\\\\\] [llll/] p\\\y [/llll] TABIQUE DE BARRO
absort. emisívi. conduct capac. espesor.MATERIAL % % W/MoC KJ/M3oC MTS.
1 TABIQUE DE BARRO 0,68 0,93 í,15 1440,00 0,1502 0,oo 0,oo 0,oo om 0,000 0,oo3 0,oo O,W O,W 0 0,000 0,oo4 0,oo 0,oo 0,oo 00 0,000 0,oo5 0,oo 0,oo 0,oo 0,oo 0,000 0,oo6 0,oo 0,oo 0,oo O,W 0,000 0,oo7 0,oo 0,oo 0,oo 00 0,000 0,oo
HRS IRRAD. T o . T sa.CR T sa.SR AREACR. AREA.SR. q CR. q SR. q R.D.
He. 16,68v. v. 2,0(-J
U 2,lOR 0.48
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I F L U J O D E C A L O R A T R A V E S D E L A E N V O L V E N T E
D A T O S G E N E R A L E S D E L A E D I F I C A C I O N .
EDIFICACION: P R O T O T I P O D E P R U E B A
LATITUD: 19.00 DECLINACION: 13.46
MES No. 8 DIA No. 1 6 No. DE DIA. 230
D. NU5. 3 D. NLINUB. 2 D. DESP. 2 5
TEM. MAX. 36.02 OC, TEM. MED. 27.38 OC, TEM. NEUT. 26.09 OC
VEL. DEL VIENTO = 2.00 MIS
AREAI PROTOTIPO DE PRUEBA DE TABIQUE Y CONCRETO
No. DE ELEMENTOS POR ANALIZAR: 5 ELEMENTO No 4
ELEMENTO ANALIZADO: MURO LADO SUR
ANGULO DEL ELEMENTO CON RESPECTO A L4 HORIZONTAL: 90.00
ANGULO DEL EJE NORMAL DEL ELEMENTO REFERIDO AL NORTE.: 180.00
ANGULO DE INCIDENCIA DEL VIENTO RESPECTO A LA VENTANA: 45.00
LONG. ALERO DE PROT. SOLAR: 0.85 ANCHO FALDON DE PROT. S 0
LARGO DEL ELEMENTO EN Mts. 1.5 ALTO 0 ANCHO DE ELEMENT 1
80
CALCULO CON TEMP. FtEAL EXPERIMENTAL
HRS
56789
1 0ll1 21 3141 51617181 9
ANG.HOR. ALT.SOL. AZIM.SOL. TETA
10500 -9,lO90,oo 4,597500 18,5460,OO 32‘644500 46,8230,oo 60,9815,oo 74,860,oo 84,75
-15,oo 74,86-30,oo 60,98-45,oo 46,82-60,oo 32,64-75,00 18,54-90,oo 4,59
-105,oo -9,lO
72,55 90,oo77,59 90,oo81,95 90,oo86,ll 90,oo89,94 89,9383,91 90,oo71,46 90,oo0,oo 90,oo
-71,46 90,oo-83,91 90,oo-89,94 90,oo-86,ll 90,oo-81,95 90,oo-77,59 90,oo-72,55 90,oo
15,oo [//MI D\\\\] [/////] p\\\y [M/j [\\\\\] [/////1 TABIQUE DE BARRO
COS(TETA)
0,oo0’000.000,oo .0.010,oo0.000,ooO,oO
0,oo ’0,oo0,oo0,oo0,oo0,oo
81
CALCULO CON TEMP. REAL EXPERIMENTAL
DATOSGRALES.MATERIAL % % W/MoC KJ/M3oC T.n. 26,24
Hi. 3,502 0,oo 0,oo 0,oo 0,oo 0,000 0,oo He. 16,683 0,oo 0,oo 0,oo O,oO 0,000 0,oo v. v. 2,004 0,oo 0,oo 0,oo 0,oo 0,000 0,oo U 2,lO5 0,oo 0,oo 0,oo 0,oo 0,000 0,oo R 0,486 0,oo 0,oo 0,oo 0,oo 0,000 0,oo R.T.(w)min 231,627 0,oo 0,oo 0‘00 O,oO 0,000 0,oo AREA.TOT. 150
HRS IRRAD. To. Tsa.CR Tsa.SR AREA.CR. AREASR. q CR. q SR. q R.D. Qc. T./c.
0,oon nn
oc
183418.00
oc
18,5418.00
M2I
M2I
0,oo 1,500.00 1,50
30 1.50->-- ._,. _-,-- --.--0,oo 19,70 19,00 í9,00 ó:cm , .,__ 1 .-,.- , .-,. -0,oo 21,73 21,13 21,13 0,oo 1 1,50 1 -lo,72 1 -lo,72 , _1 rr I cI Tc> I c>r( 9-3 c>I 11 nnn 1 4 Lln I 4n99 I 4n7r> I t
I I
-16,16 -16,16 0,oo 1 -24,24 1 20.65-17,31 -17,31 0,oo -25,96 20,23-15.19 I -15.19 0,oo -22,79 20,98
0,oo -16,08 1 22,53-1u.33 I -I".IL I 3.00 -16.08 1 22 53L l.l.3 t L I..JL I L I.1.J I V.“” I 1.J” I
WlM2
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20:2i 19.31
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I 71 4,62 4.55 1 1 19:80 18.78 1 i 19:Sl 18.59 0:oo 0.00 1:;o 1.50-13,52 $92 -'--15.66 -16.05 0,oo 0.00 1 1 -20,88 -24.08 1 1 21,43 20.69
i3 I 4,42 . 21:58 21,16 20,98 oloo 1:50 -lo,67 -11105 10,oo -16:58 I 22,429 568 21,42 21,04 20,81 0,oo 1,50 -1 0,92 -ll,40 0,oo -17,ll 22,29
1 0 4,62 I 23,77 1 23,47 1 23,28 1 w10 1,50 -5,81 -6,21 0,oo -9,31 24,09ll 4,57 1 7681 I 26.68 1 26.50 1 0.00 1,50 0,94 0,55 0,oo 0,82 26,4312 1 4,51 1 LYD,
--,-.
I,
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II
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1,50 7,32 6,94 0,oo 10,41 28,6313 1 4,57 32,62 1 30 *
,1.50.>__ .
,14.41.,.- m 14.02.,_- 1 0,oo 21,02 31,08
14 1 462.,__ 35‘03 35,48 35,29 0,oo 1,50 19,41 19.01 1 c,--1.00 , 28,51 32,8115 f 4,49 35,91 36,42 36,24 0,oo 1,50 21,39 21,00 0.00,-- I 31,51 33,5016 4,42 36,02 36,54 36,36 0,oo 1,50 21,63 21,25 C),OO 31,88 33,5817 4.55-1- - 34.02
32:82I 34.38 34.20 0.00 1.50
1 :5017.1114142
16.7214:02
C!,OO 25,09 32,021 8 4,62 33,lO 32,91 0,oo 0,oo 21,02 31,081 9 4,55 29,42 29,46 29,27 0,oo 1,50 6,77 6,38 0,oo 9,57 28,4420 0.00 26.78 26.47 26,47 0.00 1.50 0.48 0.48 0.00 0.72 26.40I
--Tq-cE25,19I I I
24,78 0,oo -3:06 o,ao 25:1822 0,oo 23,98 23,50 23,50 0,oo 1,50 -5,74 -5,74 0,oo -8,61 24,252 3 0,oo 21,92 21,33 21,33 0,oo 1,50 -10;30 -10,30 0,oo -15,45 22,682 4 ( 0,oo 20,30 19,63 19,63 0,oo 1,50 -13,87 -13,87 1 0,oo -20,81 1 21,44
E
-0;032-0,0&3-0,092 1
I F L U J O D E C A L O R A T R A V E S D E L A E N V O L V E N T E
D A T O S G E N E R A L E S D E L A E D I F I C A C I O N .
EDIFICAClON: P R O T O T I P O D E P R U E B A
/
MORETESI
LATITUD: 19.00 DECLINACION: 13.48
MES No. 8 DIA No. 1 6 No. DE DIA. 230
D. NUB. 3 D. M/NUB. 2 D. DESP. 2 5
TEM. MAX. 36.02 OC, TEM. MED. 27.38 OC, TEM. NEUT. 26.09 OC
VEL. DEL VIENTO = 2.00 MIS
AREA: PROTOTIPO DE PRUEBA DE TABIQUE Y CONCRETO
No. DE ELEMENTOS POR ANALIZAR: 5 ELEMENTO No 5
ELEMENTO ANALIZADO: MURO LADO OESTE
ANGULO DEL ELEMENTO CON RESPECTO A LA HORIZONTAL: 90.00
ANGULO DEL EJE NORMAL DEL ELEMENTO REFERIDO AL NORTE.: 270.00
ANGULO DE INCIDENCIA DEL VIENTO RESPECTO A LA VENTANA: 45.00
LONG. ALERO DE PROT. SOLAR: 0.45 ANCHO FALDON DE PROT. S 0
LARGO DEL ELEMENTO EN Mts. 1.5 ALTO 0 ANCHO DE ELEMENT 1
I I / / D
8 3
CALSULO CON TEMP. REAL EXPERIMENTAL
HRS ANG.HOR. ALT.SOL. AZIM.SOL. TETA C O S ( T E T A )
5 105,oo -9,lO 1 72,55 90,oo 0,oo6 90,oo 4,59 77,59 90,oo 0,oo7 75,oo 18,54 81,95 ,
90,oo I O,oO8 60,OO 32,64 86,ll 90,oo 0,oo9 4500 46,82 89,94 90,oo 0,oo
1 0 30,oo 60,98 / 83,91 90,oo l 0,oo11
l15,oo 74,86 71,46 90,oo 0‘00
1 2 0,oo 84;75 0,oo 90,oo[! 00
1 3 -15,oo 74,86 -71,46 ! 75,50, 0,251 4 -30,oo 60,98 -83,91 6@96 / 0,491 5 -45,oo 46,82 -89,94 46,56 0,691 6 -60,oo 32,64 -66,ll 32,71
i, OS
1 7 -7500 18,54 -81,95 20,36 0,941 8 -90,oo 439 -77,59 14‘17
/1 0,97
1 9 -105,oo -9,lO -72,55 20,72 j 03
15,oo [/Mrj fi\\\\] [/l///l D\\\\] [/IMI fi\\\\] [/!!!/l TABIQUE DE BARRO
c
84
I ,, , , ,,,, I “‘1’ “’.
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.,,,, ,, ‘I”“’ ”
CALCULO CON TEMP. REAL EXPERIMENTALI
MATERIALabsort.
%emisivi.
%espesor.
M-i-S.I
1 TABIQUEDEBARRO 0,68 0,93 í,15 1440,oo2
0,150 0,oo0,oo 0,oo 0,oo 0,oo
3 0,000 0,oo He.0,oo 0,oo 0,oo 0,oo
40,000 0,oo v. v.
0,oo 0,oo 0,oo 0,oo5 0,000 0,oo U
0,oo 0,oo 0,oo6 0,oo 0,000 0,oo R
0,oo 0,oo 0,oo7
0,oo 0,0000,oo
0,oo0,oo 0,oo
R.T.(w)min0,oo 0,000 0,oo AREA.TOT.
HRS IRRAD. To. Tsa.CR Tsa.SR AREACR. AREA.SR.wlM2 oc
q CR.oc
q SR. q R.D. Qc.oc M2 M2 WlM2 W/M2 WlM2 W
1 0,oo 19,26 18,54 18,54 0,oo21 0,oo 1 18,7431
1 1,550 -16,16 -16,1618,00 18,OO 0,oo0,oo
0,oo f 19,70 1 l,SO
-24,24-17,31 -17,3119,oo 19,oo 0,oo 1 -25,960,oo
1,50 -1519 -15,19- 0,oo 1 -22.79T-
nnnT 1 5n II V,“” .,--
31 n nn I 150 1V,“”
n nn
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1s;ss2,002,lO0,48
231,621.50
TIC. hlmt.oc (n) %
‘20,6520,2520,98
,-
36:24 -'--1.L I
0;71I
i91 62,54I
I0,79 76,26;,02 68,02 36,36 1 i;:ói1,07 0,43 87,76
1.0221,25
70,49 34.20 1,25 0,25 92,94 16,72'1 1,33 0,17 94,07 14,02
1 7 f 890,12 34,18 934,90 32,82 71,02 321919 888,35 29,42 65,49 29,272 0 1 0.00 26.78 26‘47 26.4
0,25 I -82.44
0,oo 1 102,92 491950,oo 1 120,39 53,98_
55.6250,27
0.00 I 0.72 10:48 -'--0,oo21 O,fJQ 1 1,5025,1934 7R-->,u 1, 3A 721l-1'" 1
] 0,481 n nn Iu,uu22 1 4 cn I
QOO '7-u23,9823.50 1
-3,06235nI
~~ 1 -3,06nnnl
OIOOI --*-- "I"" 1.50 I
23 I , -1--O,oO 21,92 , -5,74 -5,7421,33 21.33
0,oo
1 1 0,oo2 4 1,50fm 20,30 -10,30 -10,3019,63 19,63
0,oo0,oo 1,50 -13,87 -13,87 0,oo
-0,114-0,125-0,104-0,066-0,066-0,093-0,113-0,069-0,071-0,0350,003
0,0310,0560,0900,1310,1520,1620,1660,1530,002-0,016-0,032-0,063-0,092
B A L A N C E T E R M I C O D E L A E D I F I C A C I O N
EDIFICACION: P R O T O T I P O D E P R U E B A
LATITUD: 19,oo DECLINACION: 13,48
MES No. 8 DIA No. 1 6 No. DE DIA. 230
D. NUB. 3 D. M/NUB. 2 D. DESP. 2 5
TEtvl. MAX. 36,02 OC , TEM. MED. 27,86 OC, TEM. NEUT. 26,24 O C
AREA: PROTOTIPO DE PRUEBA DE TABIQUE Y CONCRETO
ALTURA = l,oo LARGO = 1,50 ANCHO = 1,50
No. DE USUARIOS = 0,oo CALIDAD DEL AIRE (Ce.) = 0,0007
PURO Ce.= 0.0003 MEDIO PURO Ce.= 0.0005 TIPO URBANO Ce.= 0.0007
ANG./ INCIDENCIA / PLANO DE VENTANA= 45,00 VEL. DEL VIENTO = 2,00 M/S
C O M P O R T A M I E N T O T E R M I C O D E L O S E L E M E N T O S T A B L A R E S U M E N
L
2,003,004,005,000,oo0,oo0,oo0,oo0,oo
90,oo90,oo90,oo90,oo
0,oo0,oo0,oo0,oo0,oo
L
NUM. ’ ANGULO / RESPEC. U R.T. (w).ELEM. HORIZ. 1 NORTE. , W/M20C. , j(min.)
AREA jM2 I %: i”E:&:: ‘;$!c
1,oo ’ 0,oo j wo 1 2,65 80,59 / 2,25 I -18,75 270,91 60,420,oo
90,oo,180,OO270,OO
0,oo0,oo0,oo0,oo0,oo
2,lO2,lO2,lO2,lO0,oo0,oo0,oo0,oo0,oo
231,62231,62231,62231,62
0,oo0,oo0,oo0,oo0,oo
232,74
1,501,501,501300,oo0,oo0,oo0,oo0,oo8,25
6,2087,ll
-20,88-20,88
0,oo0,oo0,oo0,oo0,oo
32,81ì
22,5810,4110,4110,41
0,oo0,oo0,oo0,oo0,oo
324,70
48,lO21,0221,02
127,500,oo0,oo0,oo0,oo0,oo
278,07I i i
1.3
G A N A N C I A S T O T A L E S E N L A E D I F I C A C I O N .
RET.TERM.(CALC.) Hrs. 3,aa qv. = 0,74 W. POR CADA CAMBIO POR HORA
RET.TERM.(AJUST.) Hrs.
POR LA ENVOLVENTE
l----- i C;UNDEiF. DESi.HORAQc. (w) l
Qc. (W)
/ 1 1 -142,7 j -22,42 j -152,8 I -42,l
i 3 t -x34,2 j4 I -94,6 1
-75,51 -101,7
5 / 39,4 i -142,7/ 6 I 32,8 / -152,8
7 l 51,8 i -134,2I 8 !
/114,3 f -94,6
9 / 126,5 i 39,4/ 10 j 189,9 / 32,8I 11 / 262‘5 / 51,81 12 ; 324,7 j 114,3j 13 j 381,5 ; 126,5/ 14 l 412,5 j 189,9/ 15 / 412,8 1 262,5i 16 I 399,4 1 324,7
17 / 34097 / 381,518 I 278,1 1 412,5
I19 I l88,8 1 412,820 j 4,3 i 399,421 j -26.9 ! 340,722 I -50,7 / 278,l
j 23 / -90,9 1 188,ai 24 i -122,5 j 493
T O T A L E S 2744,6 2794,l
4
POR EL INTERIOR T O T A L .VtN I ‘AP tL& I
-CA..& / Q:ag *PtRYiQN ’ GANANCIA TOTAL
, CI.& 1 CON.DESF.QTOT. (W) /----TfrggI . . . .
I / 0,o j o,o / 0,o ! -22,4 21,3 ! 25,555 i1 0,o j. OJ j w l -42,l I 20,9 j 24,668 :i o,o 1 o,o 1 0,o j -75,5 j 21,6 /* 23,163/ 0,o / oto / 0.0 ! -101,7 1 23,l i 21.985I 0,o l 0,o I 0,o j -142,7 l 21,5 1 21,281 ;I 0,o l o,o I (40 ; -152,8 l 20,4 1 20,909 :j QO I o,o I 0 1 -134,2 j 19,8 i 21,596 j
0,o / 0,o/ (
o,o/ / -94,6 39,4
I
, 0,o l 0,o 0,o I 22,0 21,8 1 I 21,502 23,057? 11 0,o l 0,o i 0,o j 32,8 24,0 i 20,420 :/ 0,o 1 0,o 1 0,o / 5198 / j26,4 19,809 // 0,o / 08 i w ! 114,3 ; 28,5 / 21,798 ;
04 I o,o / 0,o / 126,5 , 30,8 1 22,003 1w l w 1 08 l 189,9 I 32,4 j 24,004 /
l 0,o ! ao i ao / 262,5 1 32,8 / 26,405 i/ ! 0,o I 0,o 1 0,o / 324,7
/! 32,7 j 28,502 ;
0,o l QO ! 0,o 381,5 / 31,o i 30,849 i0,o / o,o / 0,o I 412,5 30,O ) 32,384 /0,o ! o,o / 0,o / 412,8 l 27,4 j 32,843 /0,o / co 1 0,o i 399,4 I 26,7 1 32,690 j0,o / 0,o i 0,o / 340,7 1 25,6 / 30,988 i0,o
/; oto / w j 278,l II 24,7 i 29,977 i
0,o I 010 1 0:o / 188,8 1 23,2 / 27,378 jQO l 0,o / 0,o i 4,3 ; zo l 26,721 i
RO QO ao 2794,l PROM. 25,4 25,4 /I
C A L C U L O D E L A V E N T I L A C I O N
EDIFICAClON: P R O T O T I P O D E P R U E B A
AREA: PROTOTIPO DE PRUEBA DE TABIQUE Y CONCRETO
GANANCIA TOTAL POR LA ESTRUCTURA
GANANCIA TOTAL POR No. DE USUARIOS
GANANCIA TOTAL POR APARATOS ELECTRICOS
T O T A L D E G A N A N C I A
1 í6,42
0,oo
0,oo
116,42
I C A L C U L O D E V E N T I L A C I O N N A T U R A L
P O R C A L I D A D
LA CANTIDAD MINIMA NECESARIA PARA RESPIRAR ES DE: 0,oo m3/HR.
ESTO HACE QUE EL NUMERO DE CAMBIOS DE AIRE POR HORA POR CALIDAD SEAN: 0,OO CAMBIOSIHR.
P A R A D I S I P A R G A N A N C I A S C A L O R I F I C A S
LA CANTIDAD NECESARIA PARA DISIPAR EL CALOR ES:
EL NUMERO DE CAMBIOS DE AIRE PARA LOGRAR LA DISIPACION DEL CALOR ES:
0,05 m3keg.
95.63 CAMBIOS/HR.
D I M E N S I O N A M I E N T O D E V E N T A N A S .
EL AREA TOTAL DE ABERTURAS POR EL LADO DEL ACCESO DEL AIRE ES:
EL AREA TOTAL DE ABERTURAS POR EL LADO DE SALIDA DEL AIRE ES:
0,06 M 2
0,08 M 2 88
GRAFICA DEL RETRASO TERMICO Y AMORTIGUAMIENTO.CASO EN QUE SE ALIMENTAN LAS TEMPERATURAS REALES HORARIAS
EXPERIMENTALES AL MODELO Y SE REALIZA LA SIMULACION
TEMPERATURAS
HORA REAL B.S. ICALC.INT.I I
1 I 19.26 1 25.55 1I
1 19.26 25.5522 18.7418.74 24.6624.6633 19.7019.70 23.1623.1644 21.7321.73 21.9821.9855 21.7321.73 21.2821.2866 20.2820.28 20.9120.9177 19.3119.31 21.5921.59
N02.XLS
-TEMPERATURA AMBIENTE TEMPERATURA INTERIOR.
REAL (MOD. EXPERIMENTAL) - CALC. A PARTIR DE LA REAL
89
,,, ,,I , , , , , , , , I , , , , , I , , I , , , .,,, ,,,
VII- ANALISIS COMPARATIVO ENTRE SIMULA-CION Y MODELO EXPERIMENTAL
90
VII= ANALISIS COMPARATIVO ENTRE SIMULAClON YMODELO EXPERIMENTAL.
Se muestra y se describen a continuación las temperaturas exteriores calculadas a partir del
tres consideraciones comparativas más relevantes en modelo y de la máxima y mínima temperatura
este trabajo de tesis. medida.
La primera consideración es aquella donde se
comparan las temperaturas internas medidas con las
temperaturas interiores calculadas a partir de las
temperaturas externas reales.
La segunda es aquella donde se comparan
las temperaturas externas medidas con las
La tercer consideración es aquella donde se
comparan las temperaturas internas medidas con
las temperaturas interiores calculadas a partir de las
temperaturas exteriores calculadas con el modelo y
de la máxima y mínima temperatura real.
91
ANALISIS COMPARATIVO ENTRE MODULO EXPERIMENTAL Y MODELO
COMPUTARIZADO PARA TEMPS. INTERIORES MEDIDAS Y CALCULADAS A PARTIR
DE LA TEMP. EXTERIORES MEDIDS RESPECTIVAMENTE
En está consideración se comparan las de - 3.60 OC a las 14 horas, representando estas
temperaturas internas reales medidas en el modelo diferencias un error desde 9 % hasta de - 14 %
experimental, con las temperaturas interiores respectivamente, obteniendo en las 24 horas un error
calculadas a partir de las temperaturas externas medio aritmético de - 2.4 % con una desviación
medidas. estándar de 0.07, según se muestra en el cuadro de
En esta gráfica se puede observar que existen cálculo y la gráfica de errores ( B - 1 ).
diferencias desde + 2.28 OC a la ler. hora y hasta
92
ANALISIS COMPARATIVO ENTRE MODULO EXPERIMENTAL Y MODELOCOMPUTARIZADO PARA TEMP. INTERIOR MEDIDAS Y TEMP. INTERIOR
CALCULADAS A PARTIR DE TEMP. EXTERIOR MEDIDAS ( B - 1)
TEMPERATURAS
HoRA REAL INT. ICALC. INT.
6 2 2 . 0 1 2 0 . 9 17 2 1 . 3 1 21.59
I 8 1 21.96 1 23.06
1 4 27.62 24.001 5 29.53 26.401 6 31.10 28.501 7 32.06 X-l RA
1 8 32.66 1 32.381 9 32.74
I--.. 1 32.84
t i’8 1 32.34 1 32 69
r3 5
1 5
1 0
TEMPERATURA INTERIOR%EAL (MOD. EXPERIMENTAL)
TEMPERATURA INTERIOR- CALC. / T. AMB. (MOD. EXP.)
02.XLS 93
A. COMPARATIVO ENTRE MODULO EXP. Y MODELO COMPUTARIZADO PARATEM. INT. MEDIDAS Y TEM. INT. CALCULADA (B-l)
-0.024
-0.050
-0.100
-0.150
TEMP. EXTERIOR REALT . INT. REALtT.INT.CALC 1 H O R A IERROR
23.27 25.55 1 0.098
22.97 24.66 2 0.074
23.03 23.16 3 0.00622.93 21.98 4 -0.04122.72 21.28 5 -0.06322.01 20.91 6 -0 l-l!37-.---21.31 21.59 f 0.01321.96 23.06 8 0.05021.87 21.50 9 -0.01722.05 20.42 1 0 -0.07422.68 19.81 l l -0.127
--.-- I 22.00 I 13 I -0.14327.62 I 24.00 1 4 4 121
%32.34 32.69 20 0.01131.36 30.98 21 -0.01230.32 29.97 2 2 -0.01225.48 27.37 23 0.07424.53 26.72 24 0.089
ERROR MEDIO ARITMETICO -0.024
DESVIACION ESTANDARD 0.0709 4
MORENO1 .XLS
ANALISIS COMPARATIVO ENTRE MODULO EXPERIMENTAL Y MODELO
COMPUTARIZADO PARA TEMPS. EXTERIORES MEDIDAS CON LAS CALCULADAS
RESPECTIVAMENTE
En está consideración se comparan las
temperaturas externas medidas en el modelo
experimental con las temperaturas externas
calculadas a partir del modelo de M. Evans (1980)
alimentándole las temperaturas medidas externas
máxima y mínima.
En esta gráfica se puede observar que existen
diferencias desde + 5.22 OC a las 10 horas y hasta
de - 2.58 OC a las 5 horas, representando estas
diferencias un error desde 22 % hasta de -12 %
respectivamente, obteniendo en las 24 horas un error
medio aritmético de 2.4 % con una desviación
estándar de 0.09, según se muestra en el cuadro de
cálculo y la gráfica de errores ( 6 - 2 ).
xcv
ANALISIS COMPARATIVO ENTRE MODULO EXPERIMENTAL Y MODELOCOMPUTARIZADO PARA TEMP. EXTERIORES MEDIDAS Y TEMP. EXTERIORES
CALCULADAS A PARTIR DE MAX. Y MIN. ( B - 2 )
3 5
1 5
1 0
y-----x----------------_-_-____---------- - -------_-_-_-_\h.,_----------~_--------~-- _------.-_----------_--------~---~----~~-
-TEMPERATURA AMBIENTE TEMPERATURA AMBIENTEREAL (MOD. EXPERIMENTAL) CALC. MODELO
COMPUTARIZADO
A. COMPARATIVO ENTRE MODULO EXP. Y MODELO COMPUTARIZADO PARATEM. EXT. MEDIDAS Y TEM. EXT. CALCULADAS (B-2)
t TEMPS. DE B. SECO
R E A L ICALCULAD 1 H O R A 1 E R R O R19.26 I 21.67 I 1 I n 13c
".LL"
Il 0.1861 2 0.115
\ 3L.OL . . . S” 1 3I 0 . 0 5 135.03 35.58 11 4 0.016
I 35.91 1 I xin36.02 ii';; I I 116 15 0.004-0.006
ERROR MEDIO ARITMETICO 0.023
D E S V I A C I O N E S T A N D A R D 0.089
1 r 0.250
l \0.200 h
3 . 1 5 0 1
MORENO1 .XLS
ANALISIS COMPARATIVO ENTRE MODULO EXPERIMENTAL Y MODELO
COMPUTARIZADO PARA TEMPS. INTERIORES MEDIDAS E INTERIORES
CALCULADAS CON TEMPS. EXTERIORES INTERPOLADAS.
Está consideración es aquella donde se de - 3.02 OC a las ll horas, representando estas
comparan las temperaturas interiores reales con las diferencias un error desde 8 % hasta de - 13 %
temperaturas interiores calculadas a partir de las respectivamente, obteniendo en las 24 horas un error
temperaturas exteriores calculadas con el modelo de medio aritmético de - 1.3 % con una desviación
M. Evans (1980) alimentándole las temperaturas estándar de 0.06, según se muestra en el cuadro de
medidas externas máxima y mínima. cálculo y la gráfica de errores ( B -3 ).
En esta gráfica se puede observar que existen
diferencias desde + 1.94 OC a la ler. hora y hasta xcviii
I ANALISIS COMPARATIVO ENTRE MODULO EXPERIMENTAL Y MODELO I
I COMPUTARIZADO PARA TEMP. INTERIORES MEDIDAS Y TEMP. INTERIORESCALCULADAS CON T. EXT. INTERPOLADAS A PARTIR DE MAX. Y MIN. ( B - 3 ) I
TEMPERATURAS 1
HoRA REAL INT.
3- . . .
23.03 23.834 22.93 23.235 22.72 22.976 22.01 22.477 21.31 22.028 21.96 21.49
1 7 32.06 32.0418 32.66 32.76
I 19 I 33 74
3 5
1 5
2EMPERATlJRA INTERIOR TEMPERATURA INTERIORREAL (MOD. EXPERIMENTAL.) CALC. I T. AMB. CALC. (M.B.T)
12.XLS
A. COMPARATIVO ENTRE MODULO EXP. Y MODELO COMPUTARIZADO TEM.INT. MEDIDAS E. INT. CALCULADA/ T. EXT. INTERPOLADAS (B-3)
T. EXT. CALC./ MAX. Y MIN./ ( M.C.B.T.E.)T. INT. REAL1 T.INT.CALC 1 HORA 1 ERROR
123.27 25.21 1 0.08322.97 24.47 2 0.06523.03 23.83 3 0.03522.93 23.23 4 0.01333 73 99 n-r lz ""41-.-22.01 22.47 s 0.02121.31 22.02 7 0.03321.96 21 m 8 -0.021
9 -0.1091 0 -0.129
- ..-- -.. .-21.87 19.4922.05 19.2122.68 19.66 ". . .24.07 21.04 ;i -0.12625.66 23.88 1 3 -0.06937 c3 97 QE 41 n “‘IQ
I 11 r-n33
LI ."L I LI .OiJ I U.lJbu
29.53 30.05 ;; 0.0186 -0.004
32.06--.-- 1I 32 0432.66 1 ii:;;
1 7 -0.0011 8 0.003
32.74 iiii 1 9 0.00532.34 32.48 713 n m4
31.10 I 30.99 7 1
t 31.36I --. .-
I 30.23
ERROR MEDIO ARITMETICO
DESVIACION ESTANDARD L1 - + - E R R O R 1
.oo
MORENO1 .XLS
VIII- CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES101
I , 88 , ,, I
VIII- CONCLUSIONES Y RECOMEN-DACIONES
CONCLUSIONES.
El “modelo computarizado para la
simulación del comportamiento térmico de las
edificaciones” cumple de manera adecuada los
objetivos planteados originalmente ya que:
a) Se logró la realización de una herramienta
auxiliar de cálculo del desempeño térmico de los
edificios, para ser usada en el diseño y la
adecuación de la vivienda, tomando cómo base la
técnica y la filosofía del diseño bioclimatico,
ayudando además al mejor aprovechamiento de los
recursos energéticos convencionales en base a una
serie de conductas constructivas, económicas y
culturales.
b) Se obtuvo con pocos recursos una visión del
comportamiento térmico de los elementos que
conforman el edificio facilitando el diagnóstico del
comportamiento térmico de la construcción existente
de acuerdo a los puntos críticos, simplificando al
máximo el procedimiento de interpretación de salidas,
por tal motivo se presentan tablas de valores y/o
gráficas de los indicadores requeridos.
c) De la gráfica que se presenta a
continuación en la que se muestra el estudio de cada
caso comparativo podemos concluir por una parte
que los correspondientes a las temperaturas
interiores tanto (B-l) como (B-3) se comportan
adecuadamente, ya que para el error de más o
menos 15%, el 100% de los valores de error están
bajo la curva. En el caso de cerrar el rango a mas o
menos lo%, considerado para trabajos de
102
I CONCLUSIONES DEL ANALISIS COMPARATIVO ENTRE MODULO II EXPERIMENTAL Y MODELO COMPUTARIZADO ,I
T. INT. REAL (T.1NT.CALCIT.E.R) (B-l) T. EXT. REAL (T. EXT. CALC.) (B-2) T. INT. REAL. (T. INT.CALC) (B-3)
F. ACUM RANG FREC. F. A RANG F R E C2 4 0.25 0 2 4 0.25 02 4 0.2 0 2 4 0.25 22 4 0.15 0 2 2 0.15 42 4 0 . 1 5 1 8 0 . 1 21 9 0.05 4 1 6 0.05 41 5 0 7 1 2 0 7
8 -0.05 4 5 -0.05 44 - 0 . 1 4 1 - 0 . 1 10 -0.15 0 0 -0.15 00 -0.2 0 0 -0.2 00 -0.25 0 0 -0.25 0
area b./cutva de 0.15 a -0.15 100.0 area b.Icurva de 0.15 a -0.15 83.3 area b. /curva de 0.15 a -0.15 100.0area b. /curva de 0.10 a -0.10 81.3 area b./curva de 0.10 a -0.10 68.8 area b. /curva de 0.10 a -0.10 85.4
1 2
1 0
8
6
4
2
0
F. A RANG FREC.2 4 0.25 02 4 0 . 2 02 4 0.15 02 4 0 . 1 32 1 0.05 l l1 0 0 4
6 -0.05 24 - 0 . 1 40 -0.15 00 -0.2 00 -0.25 0
MORENO1 .XLS
CONCLUSIONES DEL ANALISIS COMPARATIVO ENTRE MODULOEXPERIMENTAL Y MODELO COMPUTARIZADO
T. INT. REAL (T.1NT.CALW.E.R) (B-l) T. EXT. REAL (T. EXT. CALC.) (B-2) I T. INT. REAL. (T. INTCALC) (B-3)
F. ACUM RANG FREC.2 4 0.25 02 4 0 . 2 02 4 0.15 02 4 0 . 1 51 9 0.05 41 5 0 7
8 -0.05 44 - 0 . 1 40 -0.15 00 -0.2 00 -0.25 0
area b. /curva de 0.15 a -0.15 100.0 area b./curva de 0.15 a -0.15 83.3area b. /curva de 0.10 a -0.10 81.3 area b.Icurva de 0.10 a -0.10 68.8
1 0
8
6
4
1MORENO1 .XLS
F. A RANG F R E C2 4 0.25 02 4 0.25 22 2 0.15 41 8 0 . 1 21 6 0.05 41 2 0 7
5 -0.05 41 - 0 . 1 10 -0.15 00 -0.2 00 -0.25 0
F. A RANG FREC.2 4 0.25 02 4 0.2 02 4 0.15 02 4 0 . 1 32 1 0.05 l l1 0 0 4
6 -0.05 24 - 0 . 1 40 -0.15 00 -0.2 00 -0.25 0
area b./curva de 0.15 a -0.15 100.0area b. /curva de 0.10 a -0.10 85.4
,I ,,) -,-- ,1,, ,, 8, 8, ,,,,. ,,, ,,, II ,, ,I 8, 88 88 ,s /,
experimentación como aceptable podemos apreciar
que del 81% al 85% de los valores de error están
bajo la curva para cada caso. En el caso (B-2) en
que se comparan las temperaturas exteriores se
comportan inadecuadamente ya que para el error
considerado como aceptable de mas o menos 15%,
solo el 83 % de los valores de error están bajo la
curva, y si cerramos el rango a mas 0 menos lo%,
podemos apreciar que solamente el 68 % de los
valores de error están bajo la curva.
De este análisis comparativo de los resultados
de la simulación con los datos reales medidos en el “
modulo experimental “ construido en la facultad de
arquitectura en Coquimatlan, Colima, con muros de
ladrillo de barro y losa de concreto, se puede
concluir por una parte que el “modelo
computarizado para la simulación del
comportamiento térmico de las edificaciones”
representa bien al “modelo experimental”, por lo que
el uso de este modelo por diseñadores y arquitectos
puede ser adecuado.
La contribución de este trabajo de tesis al
campo profesional de la arquitectura y la ingeniería
es plantear un modelo computarizado que tiene
buena aproximacion con la realidad, lo que permitirá,
que el diseñador cuente con una herramienta que
toma en cuenta los aspectos térmicos del edificio en
términos de lograr arquitectónicamente mejoras
cualitativas y su consecuente repercusión en la
disminución del consumo energético por concepto de
climatización artificial. Nos ayuda a diagnosticar
térmicamente los puntos críticos de un proyecto o
construcción y a plantear sus mejoras.
104
RECOMENDACIONES.
Con el objeto de lograr mejores índices de
aproximación entre el “modelo computarizado para
la simulación del comportamiento térmico de las
edificaciones” y el modulo experimental, así como
para mejorar el uso y la confiabilidad de los
resultados del simulador se recomienda lo siguiente:
a).- Considerar los valores de las constantes
físicas del comportamiento térmíco
(conductividad, emisívidad, transmitancia.
..etc) de los materiales a partir de los últimos
trabajos que se hayan realizado a nivel
nacional o de ser posible comprobar estos
valores de manera local para los materiales
que se emplearán para próximos
experimentos pudiendo ser este un trabajo de
tesis.
b).- Realizar un modelo más confiable en
cuanto al comportamiento horario de las
temperaturas de bulbo seco (exteriores) y
comparar contra un cuidadoso monitoreo de
las temperaturas de experimentación, ya que
si se observa este comportamiento fue el que
tuvo mayor error.
c).- Comparar los resultados de
temperaturas y cargas térmicas calculadas
contra mediciones experimentales de otros
edificios
d).- Como complemento y con el objeto de
contribuir con la arquitectura e ingeniería es
necesario completar este trabajo con otro
programa que permita al usuario tomar
decisiones de: Diseño formal, orientación en
el sembrado de edificios en función a las
gráficas solares, poder proponer aleros o
partesoles y en el diseño propio de sistemas
constructivos térmicamente adecuados.105
( 1 ) V E L A Z C O , A M B R I Z , R O M E R O * B I E N E S T A R Y ENERGíA”
Memorias del ler Encuentro Nac iona l de Energ ía y Confort U .A .B .C .
Mexical i , B.C . México - 1988.
(2) PLACENCIA IZQUIERDO “CAMARA MICROCLIMATICA PARA
ESTUDIOS EXPERIMENTALES Y ACADEMICOS”. Memorias de l Encuentro
Nacional de Diseño y Medio Ambiente septiembre 1990 Colima, Col,
(3) (9 )TUDELA FERNANDO “ECODISEÑO’ Colección Ensayos U.A.
de Xochimilco -1982.
( 4 ) H A P P I N G S T O N E R C . * C O M O U S A R L A S F U E N T E S D E
ENERGIA NATURAL*Diana -1978.
(5) (6) SAMANO VELAZQUEZ Y MORALES *DOS EJEMPLOS DE
CLIMATIZACION NATURAL DE EDIFICIOS*. Memorias de la Ira Reunión
Nacional sobre la Energía y El Confort. Mexicali. Mex. mayo de 1994.
(7) VITRUVIO *LIBROS SEXTO, CAPITULO 1* Los diez l ibros
de la arquitectura (traducida por Claude Perrault en 1673).
(8) GOMEZ AZPEITIA GABRIEL. Tomado y adaptado de
“Hacia donde nos lleva la arquitectura” Revista No. 8 Palapa. U. de
Colima.
(10) (12) PEREZ SANCHES Y CENTENO ARA “UNIFICAClON
DE MODELOS DE TRANSFERENCIA OE CALOR EN EL ESTUDIO
TERMICO DE EDIFICIOS” facultad de Ingenieros U. de Yucatán 1990.
1 0 6
(ll) SAMANO, V E L A Z Q U E Z M O R A L E S * D I S E Ñ O D E L O S
A S P E C T O S T E R M I C O S D E L E D I F I C I O O P T I M O * M e m o r i a s d e l 2
encuentro nacional de energía y confort en Mexicali, Mex. 1990.
( 1 3 ) SAMANO Y V A Z Q U E Z * A H O R R O D E E N E R G I A E N L A
VIVIENDA EN CLIMA CALIDO-HUMEDO” Laboratorio de Energía Solar
I.I.M.- U.N.A.M. Temixco, Morelia 1990.
( 1 4 ) O C H O A , V A Z Q U E Z Y M O R A L E S “ A N A L I S I S
BIOCLIMATICO DE LA ARQUITECTURA VERNACULA EN OCOTEPEC
MORELOS* Memorias del ler encuentro nacional de diseño y medio
ambiente, U. de C. Colima México 1990.
( 1 5 ) MORILLON GALVEZ D A V I D . T o m a d o y a d a p t a d o d e
*APUNTES DEL CURSO DISEÑO BIOCLIMATICO”. U. de C. y FIDE
Colima México marzo de 1993
107
