ACONDICIONAMIENTO TÉRMICO E HIGROMÉTRICO: CÁLCULO SEGÚN CTE

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1 ACONDICIONAMIENTO TÉRMICO E HIGROMÉTRICO: CÁLCULO SEGÚN CTE CÓDIGO TÉCNICO DE LA EDIFICACIÓN El acondicionamiento térmico e higrométrico se recoge en el Documento Básico HE Ahorro de Energía, cuyo índice es: HE 1 Limitación de la demanda energética HE 2 Rendimiento de las instalaciones de iluminación HE 3 Eficiencia energética de las instalaciones de iluminación HE 4 Contribución solar mínima de agua caliente sanitaria HE 5 Contribución fotovoltaica mínima de energía eléctrica 2

2 CÓDIGO TÉCNICO DE LA EDIFICACIÓN Este documento básico plantea dos opciones: La opción simplificada se puede utilizar cuando se cumpla: que el porcentaje de huecos de fachada sea inferior al 60% de su superficie; que el porcentaje de lucernarios sea inferior al 5% de la superficie total de cubierta; las soluciones constructivas de los cerramientos sean convencionales. La opción general que sólo está limitada por la utilización de soluciones constructivas innovadoras. 3 OPCIÓN SIMPLIFICADA El objeto de la opción simplificada es: limitar la demanda energética de los edificios; limitar la presencia de las condensaciones en la superficie y en el interior de los cerramientos; limitar las infiltraciones de aire en los huecos y lucernarios; limitar la transmisión de calor entre los locales calefactados y no calefactados. 4

3 OPCIÓN SIMPLIFICADA El procedimiento de aplicación es: 1. Determinación de la zonificación climática. 2. Clasificación de los espacios del edificio. 3. Definición de la envolvente térmica. 4. Comprobación de las limitaciones de permeabilidad. 5. Cálculo de los parámetros característicos de los cerramientos y particiones: a) Transmitancia térmica b) Factor solar 5 OPCIÓN SIMPLIFICADA 6. Limitación de la demanda energética: a) Comprobación de las transmitancias térmicas de los cerramientos y particiones. b) Cálculo de la media de los parámetros característicos de las zonas de baja y alta carga interna. c) Comprobación de las medias anteriores. d) Limitación de la transmitancia térmica de las particiones interiores que separan las unidades de uso de las zonas comunes. 7. Control de las condensaciones intersticiales y superficiales. 6

4 ZONA CLIMÁTICA Se establecen 5 zonas climáticas para invierno, designadas por una letra y 4 para verano, designadas con un número. La zona D4 no se contempla, la A1 y A2 se integran con la A3, la B1 y B2 con la B3 y la E2, E3 y E4 con la E1, por lo que quedan 12 zonas climáticas distintas. A B C D E 1 C1 D1 2 A3 B3 C2 D2 3 C3 D3 E1 4 A4 B4 C4 7 ZONA CLIMÁTICA Para las localidades en las que la diferencia de altura con la capital de provincia es menor de 200 metros o es inferior a la de referencia se tomará la misma zona climática que para la capital de provincia. 8

5 CLASIFICACIÓN DE LOS ESPACIOS Los espacios interiores de los edificios se clasifican en: espacios habitables y espacios no habitables. A efectos de la demanda energética, los espacios habitables se clasifican en: Espacios de baja carga interna: aquellos que disipan poco calor, incluyen todos los espacios de edificios de viviendas y similares (habitaciones de hotel, de hospital, zonas de circulación,...) Espacios de alta carga interna: aquellos en los que se genera gran cantidad de calor por razones de iluminación, ocupación o equipos existentes. 9 CLASIFICACIÓN DE LOS ESPACIOS A efectos de la limitación de condensaciones, los espacios habitables se clasifican en: Espacios de clase de higrometría 5: se prevé gran producción de humedad, como lavanderías y piscinas. Espacios de clase de higrometría 4: se prevé alta producción de humedad, como cocinas industriales, restaurantes, pabellones deportivos, duchas colectivas u otros de uso similar. Espacios de clase de higrometría 3: no se prevé alta producción de humedad, se incluyen todos los espacios de los edificios residenciales y todos los no incluidos en los dos anteriores. 10

6 ENVOLVENTE TÉRMICA La envolvente térmica está formada por todos los cerramientos que limitan los espacios habitables con el ambiente exterior y por todas las particiones interiores que limitan los espacios habitables con los no habitables que a su vez estén en contacto con el ambiente exterior. Los cerramientos y particiones interiores de los espacios habitables se clasifican, según su situación en: Cubiertas: cerramientos superiores en contacto con el aire con inclinación menor de 60º respecto de la horizontal. Suelos: cerramientos inferiores horizontales o ligeramente inclinados en contacto con el aire, terreno o espacio no habitable. 11 ENVOLVENTE TÉRMICA Fachadas: cerramientos exteriores en contacto con el aire con inclinación mayor de 60º respecto de la horizontal. Se agrupan en 6 orientaciones. Medianerías: cerramientos que lindan con otros edificios. Cerramientos en contacto con el terreno. Particiones interiores: elementos constructivos que separan el interior de los edificios en diferentes recintos, las únicas que forman la envolvente térmica son las que separan los espacios habitables de los no habitables. 12

7 ENVOLVENTE TÉRMICA 13 ENVOLVENTE TÉRMICA Los cerramientos de los espacios habitables se clasifican, según su comportamiento térmico, en: Cerramientos en contacto con el aire parte opaca, incluye los puentes térmicos. parte semitransparente, huecos de fachada y lucernarios de cubierta. Cerramientos en contacto con el suelo suelos muros cubiertas enterradas Particiones interiores en contacto con espacios no habitables excepto cámaras sanitarias cámaras sanitarias. 14

8 PERMAEABILIDAD AL AIRE La permeabilidad al aire de las carpinterías, medida con una sobrepresión de 100 Pa, tendrá unos valores inferiores a: Para las zonas climáticas A y B: 50 m 3 /h m 2 Para las zonas climáticas C, D y E: 27 m 3 /h m 2 Los huecos y lucernarios exigidos por su permeabilidad al aire son: Para las zonas climáticas A y B: clases 1, 2, 3 y 4. Para las zonas climáticas C, D y E: clases 2, 3 y Cerramientos en contacto con el exterior Se incluyen la parte opaca de los cerramientos en contacto con el aire exterior y los puentes térmicos integrados en ellos cuya superficie sea superior a 0,5 m 2. La resistencia térmica de un cerramiento formado por capas térmicamente homogéneas se calcula: R R R R R R T si 1 2 n se e e e R R R 1 2 n T si se 1 2 n La transmitancia térmica es la inversa de la resistencia térmica. U 1 R T 16

9 Las resistencias térmicas superficiales en contacto con el aire exterior, en m 2.K/W, son: La resistencia térmica de las medianerías se calcularán igual que la de los cerramientos exteriores pero considerando las resistencias superficiales como interiores. 17 Las resistencias térmicas de las cámaras de aire son: Cámara sin ventilar, en m 2.K/W Cámaras ligeramente ventiladas: la mitad de los valores anteriores. Cámaras muy ventiladas: se desprecia la resistencia térmica de la cámara y de las demás capas entre la cámara y el ambiente exterior e incluyendo una resistencia superficial exterior correspondiente al aire en calma, igual a la resistencia superficial interior. 18

10 Cerramientos en contacto con el terreno Soleras o losas apoyados en el terreno ó 50 cm por debajo de éste: la transmitancia térmica U S es función del ancho D del aislamiento perimétrico, de la resistencia térmica del aislante R a, y de la longitud característica B de la solera o losa. B ' 1 2 A P A: área de la solera (m 2 ) P: perímetro de la solera (m) 19 Transmitancia térmica en W/m 2.K 20

11 Soleras o losas a una profundidad superior de 50 cm: la transmitancia térmica U S es función de la profundidad z, de la resistencia térmica de la solera o losa R f, y de la longitud característica B de la solera o losa. Transmitancia térmica en W/m 2.K Muros en contacto con el terreno: la transmitancia térmica U T es función de la profundidad z y de la resistencia térmica del muro R m. Transmitancia térmica en W/m 2.K Cubiertas enterradas: la transmitancia térmica U T se calcula igual que para los cerramientos en contacto con el exterior considerando el terreno como una capa de conductividad λ=2 W/m.K

12 Particiones interiores en contacto con espacios no habitables Particiones interiores excepto suelos con cámaras sanitarias: la transmitancia térmica U es el producto de la transmitancia térmica de la partición por el coeficiente de reducción de temperatura b. U UP b La transmitancia en la partición interior se calcula como en cualquier muro, pero se tomará como resistencia superficial exterior la misma que en el interior. El coeficiente de reducción de temperatura depende de la situación del aislamiento, del grado de ventilación y de la relación de áreas entre la partición interior y el cerramiento (A iu /A ue ) 23 CASO 1: Espacio ligeramente ventilado. CASO 2: Espacio muy ventilado Coeficiente de reducción de temperatura b 24

13 Con cámaras sanitarias (altura 1m y profundidad 0,5m ): la transmitancia térmica U S en W/m 2.K es función de la longitud característica B del suelo y de la resistencia térmica R f. 25 Huecos y lucernarios La transmitancia de los huecos U H (W/m 2.K) es: siendo 1,, U FM U FMU H H V H m U H,V U H,m FM transmitancia térmica de la parte semitransparente transmitancia térmica de los marcos fracción del hueco ocupado por el marco 26

14 FACTOR SOLAR El factor solar modificado en el hueco o en el lucernario será: siendo F S FM g U H,m α F FS 1 FM g FM 0,04 Um factor de sombra fracción del hueco ocupado por el marco factor solar de la parte semitransparente a incidencia normal transmitancia térmica de los marcos absortividad del marco, dada por: 27 FACTOR SOLAR 28

15 FACTOR SOLAR 29 COMPROBACIÓN DE LOS S La transmitancia térmica de todos los cerramientos y particiones interiores que forman la envolvente térmica, en W/m 2.K, deben ser inferiores a los de la siguiente tabla: La transmitancia de las particiones interiores que limitan las unidades de uso con las zonas comunes no será superior a 1,2 W/m 2.K 30

16 PARÁMETROS CARACTER. MEDIOS Para las zonas de baja carga interna y para las de alta carga interna se calculará la media de los parámetros característicos ponderando el valor de los parámetros con la fracción de su área frente a la total, obteniéndose los siguientes valores: Transmitancia media de: cubiertas, incluyendo puentes térmicos y lucernarios. suelos. muros de fachada para cada orientación, incluyendo puentes térmicos. cerramientos en contacto con el terreno. huecos de fachada para cada orientación. Factor solar modificado medio de huecos de fachada. lucernarios de cubierta. 31 PARÁMETROS CARACTER. MEDIOS 32

17 VALORES LÍMITE DE LOS PARÁMETROS CARACTER. MEDIOS 33 VALORES LÍMITE DE LOS PARÁMETROS CARACTER. MEDIOS 34

18 VALORES LÍMITE DE LOS PARÁMETROS CARACTER. MEDIOS 35 VALORES LÍMITE DE LOS PARÁMETROS CARACTER. MEDIOS 36

19 VALORES LÍMITE DE LOS PARÁMETROS CARACTER. MEDIOS 37 VALORES LÍMITE DE LOS PARÁMETROS CARACTER. MEDIOS 38

20 CONDENSACIONES La temperatura exterior y la humedad relativa exterior que se adoptarán son: 39 CONDENSACIONES SUPERFICIALES Se debe comprobar que el factor de temperatura de la superficie interior es superior al factor de temperatura de la superficie interior mínimo incluido en la siguiente tabla El cumplimiento de la transmitancia máxima, asegura el cumplimiento de la condición anterior para clases de higrometría 4 o inferior. No obstante, deben comprobarse los puentes térmicos. 40

21 CONDENSACIONES INTERSTICIALES Esta comprobación no es necesaria en los cerramientos en contacto con el terreno y en los cerramientos en los que se disponga de barrera contra el paso de vapor de agua. La comprobación se basa en la comparación entre la presión de vapor y la presión de saturación. Se considera nula la cantidad de agua condensada admisible en los materiales aislantes. El agua condensada en cada periodo anual en una capa distinta de la aislante debe ser inferior a la cantidad de agua evaporada posible en el mismo periodo. 41 CONDENSACIONES INTERSTICIALES La temperatura del ambiente interior se tomará igual a 20º. La humedad relativa del ambiente interior será: Clase higrométrica Humedad relativa interior 5 70% 4 62% 3 55% La presión de saturación en función de la temperatura se puede calcular con las siguientes expresiones: 17,269. Temperatura (θ) 0ºC 237,3 Psat 610,5. e Temperatura (θ) < 0ºC Psat 610,5. e 21, ,5 42