dbblok - Prefabricados Acústicos de Hormigón A.I.E. Ctra. Reus Salou (C-14) Km Reus (TARRAGONA) INFORME DE CÁLCULO

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1 LGAI LGAI Technological Center, S.A. Campus UAB s/n Apartado de Correos 18 E Bellaterra (Barcelona) T F Bellaterra: 08 de junio de 2011 Expediente número: 11/ M2 Referencia peticionario: dbblok - Prefabricados Acústicos de Hormigón A.I.E. Ctra. Reus Salou (C-14) Km Reus (TARRAGONA) INFORME DE CÁLCULO Este informe anula y sustituye al informe 11/ M1 con fecha 23 de mayo de DESCRIPCIÓN DE LA MODIFICACIÓN: Cambio de espesor del revestimiento. CÁLCULO SOLICITADO: Cálculo del coeficiente de transmitancia térmica de un cerramiento vertical a base de ladrillo de hormigón, GEROBLOK PERFORADO 50 dba, mediante simulación por métodos numéricos basados en las normas UNE-EN ISO 6946 y UNE-EN ISO Firmado digitalmente por: Leandro Barrera Rolla Leandro Barrera Rolla Responsable de Métodos Numéricos Responsable decenter MétodosS.A. Numéricos LGAI Technological LGAI Technological Center S.A. Garantía de Calidad de Servicio Applus+ garantiza que este trabajo se ha realizado dentro de lo exigido por nuestro Sistema de Calidad y Sostenibilidad, habiéndose cumplido las condiciones contractuales y la normativa legal. En el marco de nuestro programa de mejora les agradecemos nos transmitan cualquier comentario que consideren oportuno, dirigiéndose al responsable que firma este escrito, o bien al Director de Calidad de Applus+, en la dirección: satisfaccion.cliente@appluscorp.com La reproducción del presente documento sólo está autorizada si se hace en su totalidad. Sólo tienen validez legal los informes con firma original o sus copias compulsadas. Este documento consta de 20 páginas. -página 1-

2 Expediente número: 11/ M2 Página número: 2 DESCRIPCIÓN Y CARACTERÍSTICAS DE LA PIEZA. DESCRIPCIÓN GENERAL La muestra es un cerramiento vertical construido a base de ladrillo de hormigón con denominación comercial GEROBLOCK PERFORADO 50 dba. El GEROBLOCK PERFORADO 50 dba presenta unas dimensiones nominales de 250x120x90 mm (longitud x espesor x altura). Figuras 1 y 2 GEROBLOCK PERFORADO 50 dba Para el cálculo se considera que los ladrillos GEROBLOCK se unen mediante junta horizontal y vertical de mortero, y que se aplica un revestimiento de yeso de 15 mm en una cara y un revestimiento en base de cal y perlita, de denominación comercial REVESTIBLOK, de 20 mm en la otra cara.

3 Expediente número: 11/ M2 Página número: 3 MÉTODO DE CÁLCULO La resistencia térmica de la partición es la suma de las resistencias térmicas superficiales, las resistencias térmicas de los revestimientos y la resistencia térmica de la pared de ladrillos sin revestir. donde R s es la suma de las resistencias térmicas superficiales a ambos lados del cerramiento R r es la suma de las resistencias térmicas de los revestimientos a ambas caras R p es la resistencia térmica de la pared sin revestir La transmitancia térmica del cerramiento es la inversa de la resistencia térmica 1 Para calcular la resistencia térmica de la pared sin revestimiento se considera una penetración de mortero de 10 mm en cada lado del bloque de hormigón y un tendel de mortero de 10 mm, el sistema se muestra en la figura 3. Figura 3. Esquema de la sección vertical de la pared.

4 Expediente número: 11/ M2 Página número: 4 La resistencia térmica de la pared sin revestimiento se calcula mediante suma en paralelo de la resistencia del bloque GEROBLOK, la resistencia del bloque GEROBLOK con penetración de mortero y la resistencia del tendel de mortero. Esto es: donde R 1 es la resistencia térmica del tendel de mortero R 2 es la resistencia térmica del bloque GEROBLOK con penetración de mortero R G es la resistencia térmica del bloque GEROBLOK Para los cálculos del presente informe se considera una junta vertical de 10 mm de espesor. La resistencia térmica del bloque GEROBLOK se calcula mediante simulación numérica por medio del Método de Elementos Finitos. En este caso, el modelo empleado debe representar el bloque GEROBLOK y la junta vertical correspondiente. Un esquema de la geometría utilizada para el cálculo se presenta en la figura 4. Figura 4. Geometría de cálculo.

5 Expediente número: 11/ M2 Página número: 5 PROPIEDADES FUNDAMENTALES DE LOS MATERIALES Conductividad térmica, λ [W/m K]: La conductividad térmica es la propiedad física de los materiales que evalúa su capacidad de conducción de calor. La conductividad térmica del hormigón utilizada para los cálculos fue entregada por el peticionario. El informe de ensayo correspondiente se adjunta en el Anexo 1. Para los cálculos se ha utilizado un valor de conductividad térmica correspondiente al del mortero de agarre convencional, este valor es 1,3 W/m K. El uso de otros valores de conductividad se tiene que justificar con documentación específica. Se repitieron los cálculos para un mortero de agarre con una conductividad de 0,7 W/m K para mostrar la influencia de este valor en los resultados finales. La partición incluye revestimientos de yeso convencional de espesor 1,5 cm en una cara y un revestimiento en base de cal y perlita, de denominación comercial REVESTIBLOK, de 20 mm en la otra. La conductividad del revestimiento de yeso convencional es de 0,57 W/m K. El valor de la conductividad del revestimiento REVESTIBLOK es de 0,068 W/m K (valor entregado por el peticionario - ver Anexo 2). Para la simulación numérica de la transferencia de calor se utiliza el concepto de conductividad equivalente del aire en el interior de los huecos interiores de los bloques de hormigón. La conductividad equivalente está dada por la siguiente expresión: donde d es la dimensión del hueco paralela al flujo de calor y R g es la resistencia térmica del aire en el hueco. La conductividad equivalente de los huecos del bloque GEROBLOK PERFORADO 50 dba es de W/m K para los huecos circulares y de W/m K para los dos huecos restantes.

6 Expediente número: 11/ M2 Página número: 6 La resistencia térmica R g se calcula mediante la siguiente ecuación: 1 donde h a es el coeficiente de convección y h r es el coeficiente de radiación. 0, 025 h a max1,25; d h r d d 1 1 b b b es la dimensión del hueco perpendicular al flujo de calor. COEFICIENTE DE RESISTENCIA TÉRMICA SUPERFICIAL EXTERIOR E INTERIOR La resistencia superficial establece las condiciones de contorno del ambiente, a ambas caras del elemento considerado, que depende de la transferencia de calor por convección y radiación con el entorno. Los valores de la resistencia térmica superficial, R s, utilizados en los cálculos son los declarados en la tabla 1 (Tabla 1 de la norma UNE-EN ISO 6946:1996). Dirección del flujo de calor Hacia arriba Horizontal Hacia abajo R si 0,1 0,13 0,17 R se 0,04 0,04 0,04 Tabla 1. Resistencias superficiales. Los cálculos del presente informe se realizan para particiones verticales interiores por lo que se utilizan valores de resistencia superficial de 0,13 m 2 K/W.

7 Expediente número: 11/ M2 Página número: 7 CÁLCULOS Sección del bloque de hormigón La resistencia térmica de la sección del bloque de hormigón GEROBLOK PERFORADO 50 dba está dada por la siguiente expresión: 20 donde L es el ancho de la geometría de cálculo, Rs es la suma de las resistencias superficiales a ambas caras de la pared y Q G es el flujo de calor calculado mediante métodos numéricos. Para un mortero de agarre con una conductividad térmica de 1,3 W/m K: Q G = 7,0802 W/m R G = 0,474 m 2 K/W Para un mortero de agarre con una conductividad térmica de 0,7 W/m K: Q G = 6,7847 W/m R G = 0,506 m 2 K/W Las figuras 5 y 6 muestran los resultados del cálculo para mortero de agarre con una conductividad térmica de 1,3 W/m K. Se ha utilizado para los cálculos un mallado de elementos. Figura 5. Isotermas.

8 Expediente número: 11/ M2 Página número: 8 Figura 6. Flujo de calor. Sección de penetración de mortero La resistencia térmica de la sección de penetración de mortero, R 2, obtenida está dada por la siguiente expresión: 20 donde L es el ancho de la geometría de cálculo, Rs es la suma de las resistencias superficiales a ambas caras de la pared y Q 2 es el flujo de calor calculado mediante métodos numéricos. Para un mortero de agarre con una conductividad térmica de 1,3 W/m K: Q 2 = 10,5809 W/m R 2 = 0,231 m 2 K/W Para un mortero de agarre con una conductividad térmica de 0,7 W/m K: Q 2 = 9,6465 W/m R 2 = m 2 K/W

9 Expediente número: 11/ M2 Página número: 9 Tendel de mortero La resistencia térmica del tendel de mortero, R 1, se calcula mediante la siguiente ecuación: donde S es el ancho de la geometría de cálculo y λ m es la conductividad térmica del mortero de agarre. Para un mortero de agarre con una conductividad térmica de 1,3 W/m K: R 1 = W/m K. Para un mortero de agarre con una conductividad térmica de 0,7 W/m K, R 1 = W/m K. Resistencia térmica de la partición sin revestimientos Para un mortero de agarre con una conductividad térmica de 1,3 W/m K, la resistencia térmica de la pared sin revestimiento es: R R p = m 2 K/W Para un mortero de agarre con una conductividad térmica de 0,7 W/m K, la resistencia térmica de la pared sin revestimiento es: R p = m 2 K/W. La resistencia térmica de muro sin revestir no incluye las resistencias superficiales.

10 Expediente número: 11/ M2 Página número: 10 Resistencia térmica de los revestimientos La partición esta revestida con yeso en una cara y con el revestimiento en base de cal y perlita, de denominación comercial REVESTIBLOK en la otra cara. La conductividad del yeso es de 0,57 W/m K. El valor de la conductividad del revestimiento REVESTIBLOK entregada por el peticionario es de 0,068 W/m K (Ver Anexo 2). La resistencia térmica aportada por los revestimientos es R 0,015 0,020 0,320 0,57 0,068 R r = 0,320 m 2 K/W Resistencia térmica total de la partición La resistencia térmica de la partición es la suma de las resistencias térmicas superficiales, las resistencias térmicas de los revestimientos y la resistencia térmica de la pared de ladrillos sin revestir. Para un mortero de agarre con una conductividad térmica de 1,3 W/m K, la resistencia térmica de la pared con revestimiento es: R = 0.87 m 2 K/W Para un mortero de agarre con una conductividad térmica de 0,7 W/m K, la resistencia térmica de la pared con revestimiento es: R = 0.95 m 2 K/W. Estos valores de resistencia térmica incluyen las resistencias superficiales.

11 Expediente número: 11/ M2 Página número: 11 Transmitancia térmica de la partición La transmitancia térmica del cerramiento, con un mortero de agarre con una conductividad térmica de 1,3 W/m K, es U = 1.15 W/m 2 K Para un mortero de agarre con una conductividad térmica de 0,7 W/m K, U = 1.05 W/m 2 K. Resistencia térmica de un bloque GEROBLOK PERFORADO 50 dba La resistencia térmica de la sección del bloque de hormigón GEROBLOK PERFORADO 50 dba sin junta vertical de mortero de agarre se obtiene utilizando la siguiente geometría de cálculo: Figura 7. Geometría de cálculo 20 donde L es el ancho del bloque y Q es el flujo de calor calculado. Los valores obtenidos son: Q = W/m R B = 0.54 m 2 K/W Este resultado no incluye las resistencias superficiales. Con las resistencias superficiales el valor es: R B = 0.80 m 2 K/W

12 Expediente número: 11/ M2 Página número: 12 R G Pieza-junta vertical R 2 Penetración R 1 Tendel R p Sin revestir R ri Rev. Interior R Muro de una sola hoja R Bloque individual Nº elementos mallado Resumen de resultados GEROBLOK PERFORADO 50 dba Q G (W/m) L (m) R si R se S pieza R (W/m K) 1 R G L 20 R Q Nº elementos mallado Q 2 (W/m) λ m (W/m K) L (m) R si R se R 1 L 20 si R se R R 2 si se Q λ m (W/m K) λ m (W/m K) S (m) R 3 = S/λ m h 1 (m) h 2 (m) h G (m) R si R se sr eq S R (W/m K) sr R sr h h h G h h h G R R R λ ri e ri e ri R ri R re λ re e (W/m K) (m) ri e (W/m K) re (m) R re Rev. Ext λ m (W/m K) R R R R R S e e re re G U (W/m 2 K) p ri re s eq ri re (W/m K) R Q (W/m) R Resistencia térmica de la sección del bloque de hormigón GEROBLOK PERFORADO 50 dba con junta vertical de mortero de agarre: R G = 0,474 m 2 K/W Resistencia térmica de la sección del bloque de hormigón GEROBLOK PERFORADO 50 dba con junta vertical de mortero de agarre y penetración de mortero: R 2 = 0,231 m 2 K/W Resistencia térmica de la pared sin revestimiento (no incluye las resistencias superficiales): R p = 0,292 m 2 K/W Resistencia térmica total de la partición (incluye las resistencias superficiales): R = 0,87 m 2 K/W Transmitancia térmica del cerramiento: U = 1,15 W/m 2 K Resistencia térmica de la sección del bloque de hormigón GEROBLOK PERFORADO 50 dba (incluye las resistencias superficiales): R B = 0,80 m 2 K/W

13 Expediente número: 11/ M2 Página número: 13 ANEXO 1. CONDUCTIVIDAD DE CÁLCULO DEL HORMIGÓN Datos suministrados por el peticionario.

14 Expediente número: 11/ M2 Página número: 14

15 Expediente número: 11/ M2 Página número: 15

16 Expediente número: 11/ M2 Página número: 16

17 Expediente número: 11/ M2 Página número: 17 ANEXO 2. conductividad de cálculo del revestimiento REVESTIBLOK

18 Expediente número: 11/ M2 Página número: 18

19 Expediente número: 11/ M2 Página número: 19

20 Expediente número: 11/ M2 Página número: 20

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