PUERTAS ASTURMEX PUERTA, REF.: «FIRESTOP» Ainhoa Galparsoro Técnico Laboratorio Construcción - Servicios

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1 Nº INFORME 14_07754 CLIENTE PUERTAS ASTURMEX PERSONA DE CONTACTO ENRIQUE GARCÍA DIRECCIÓN OBJETO NORTE 45 No. 686 Col. Industrial Vallejo Azcaotlazco MX Distrito Federal CÁLCULO Y SIMULACIÓN DEL COEFICIENTE DE TRANSMISIÓN TÉRMICA «U» (UNE-EN ISO :2010) Razón Social: Fundación Tecnalia Research & Innovation Nº F-69 Registro de Fundaciones del Gobierno Vasco CIF: G MUESTRA ENSAYADA FECHA DE RECEPCIÓN PUERTA, REF.: «FIRESTOP» FECHAS DE ENSAYO FECHA DE EMISIÓN DEL INFORME ORIGINAL FECHA DE EMISIÓN Ainhoa Galarsoro Técnico Laboratorio Construcción - Servicios * Los resultados del resente inorme conciernen, única y exclusivamente al material ensayado. * Este inorme no odrá ser reroducido sin la autorización exresa de FUNDACIÓN TECNALIA R&I, exceto cuando lo sea de orma íntegra. TECNALIA RESEARCH & INNOVATION Área anardi, 5 E Azeitia (Giuzkoa) T T (International calls) Sede Social / Headquarters Parque Cientíico y Tecnológico Bizkaia C/Geldo, Ediicio 700 E Derio - Bizkaia (Sain) Nº DE INFORME: 14_07754 PÁG. 1 DE 14

2 INDICE 1. Antecedentes Objetivos Hiótesis de Cálculo Método comutacional Características de la muestra Proceso de cálculo del coeiciente de transmisión térmica Resultados Transmisión térmica de la uerta comleta Método de cálculo según la norma UNE - EN ISO : ANEXOS Nº DE INFORME: 14_07754 PÁG. 2 DE 14

3 1. Antecedentes El 24 de enero se recibieron en TECNALIA, enviados or la emresa PUERTAS ACORAZADAS ASTURMADI, lanos de secciones del marco y la hoja corresondiente a la uerta con la siguiente reerencia: «FIRESTOP» Se solicitó ara estos marcos y hoja el cálculo teórico del coeiciente de transmisión térmica mediante simulaciones según la norma UNE-EN ISO :2012 «Comortamiento térmico de ventanas, uertas y ersianas Cálculo de la transmitancia térmica Parte 2: Método numérico ara los marcos». Para el cálculo de la uerta comleta se emleará la metodología y los requerimientos reeridos en la norma UNE-EN ISO :2010 «Comortamiento térmico de ventanas, uertas y ersianas. Cálculo de la transmitancia térmica. Parte 1: Generalidades». Con echa 24 de ebrero de 2014, TECNALIA emite el resente inorme con los resultados obtenidos, detallados a continuación. Nota: El resente inorme es una coia del inorme nº 14_04616 Nº DE INFORME: 14_07754 PÁG. 3 DE 14

4 2. Objetivos El objetivo del resente inorme es caracterizar térmicamente la uerta enviada or PUERTAS ACORAZADAS ASTURMADI. Para ello se calculará el coeiciente de transmisión térmica de los marcos y la hoja que lo conorman, y se realizarán reresentaciones gráicas de las distribuciones de temeraturas y de lujos de calor resultantes del cálculo. La simulación se ha llevado a cabo según la norma UNE EN ISO :2012 «Comortamiento térmico de ventanas, uertas y ersianas Cálculo de la transmitancia térmica Parte 2: Método numérico ara los marcos». En el inorme se resenta el cálculo de una uerta comleta incluyendo la hoja, teniendo en cuenta el eecto borde de interacción entre el conjunto marco-hoja. Nº DE INFORME: 14_07754 PÁG. 4 DE 14

5 3. Hiótesis de Cálculo 3.1 Método comutacional La simulación se ha realizado utilizando el rograma THERM 6, desarrollado en el Lawrence Berkeley National Laboratory (LBNL). Se trata de una herramienta inormática basada en el método de elementos initos ara la resolución de la ecuación de transmisión de calor bidimensional. Esta herramienta comutacional ha sido convenientemente testada mediante los ejemlos de cálculo rouestos or dierentes normativas, como UNE-EN ISO :2012 «Comortamiento térmico de ventanas, uertas y ersianas. Cálculo de la transmitancia térmica. Parte 2: Método numérico ara los marcos», o UNE EN 1745:2013 «Fábrica de albañilería y comonentes ara ábrica. Métodos ara determinar los valores térmicos de royecto». El cálculo se realiza imortando a THERM la sección corresondiente y creando sobre esta lantilla el modelo a simular mediante combinaciones de olígonos. Es necesario deinir a continuación las roiedades de los materiales involucrados, así como las condiciones de contorno a alicar. Con la inormación anterior, THERM realiza el mallado ara el análisis or elementos initos y el cálculo de la transerencia de calor en el sistema simulado Características de la muestra La muestra a simular es un sistema marco- hoja corresondiente al marco erimetral, excluyendo la arte inerior de la uerta que no lleva ningún marco, de una uerta metálica. El cliente envió las secciones de los cortes vertical y horizontal de la uerta, mostrando el diseño del marco y la comosición de la hoja. El marco está constituido de acero. En el anexo se muestran las secciones de los cortes, tal y como han sido enviadas or PUERTAS ACORAZADAS ASTURMADI. Nº DE INFORME: 14_07754 PÁG. 5 DE 14

6 Se adjuntan a continuación los valores de conductividad térmica de los materiales que han sido utilizados en el cálculo: Material (W/m K) Acero 50 Aislante de ROCKWOOL 0,039 PANEL 755 Panel calibración 0,035 Tabla 1. Conductividad térmica de los comonentes de los eriles. Fuente: Norma UNE-EN 12524:2000, «Materiales y roductos ara la ediicación. Proiedades higrotérmicas. Valores de diseño tabulados». La emisividad de las suericies contiguas a cámaras de aire es igual a 0,9 (en ausencia de datos), según la norma UNE-EN ISO :2012 «Comortamiento térmico de ventanas, uertas y ersianas Cálculo de la transmitancia térmica Parte 2: Método numérico ara los marcos». A su vez, el rango del lujo de calor considerado en los huecos se ha reresentado or una conductividad equivalente λ equi de acuerdo con la norma UNE-EN ISO :2012. Esta conductividad térmica equivalente incluye el lujo de calor or conducción, convección y radiación y deende de la geometría del hueco y de los materiales colindantes. Las resistencias suericiales utilizadas son las que establece la norma UNE-EN ISO :2012 Anexo normativo B Resistencias Suericiales ara Flujo de Calor Horizontal. Posición Exterior (Rse) m 2 K / W Interior (Rsi) m 2 K / W Normal (suericie lana) 0,04 0,13 Radiación/Convección reducida (en bordes o uniones entre dos suericies) 0,04 0,20 Tabla 2. Resistencias Suericiales ara Flujo de Calor Horizontal Nº DE INFORME: 14_07754 PÁG. 6 DE 14

7 Las temeraturas de los ambientes a ambos lados de los eriles se han establecido en 20ºC en el lado interior, y en 0ºC en el exterior. Estos valores son los emleados en la normativa UNE-EN ISO de determinación exerimental de las roiedades de transmisión térmica de ventanas y uertas. Desde un unto de vista teórico, estos valores no inluyen en el resultado inal, uesto que el valor de U se da or grado de dierencia, y el modelo realizado mantiene las roiedades térmicas de los materiales constantes a cualquier temeratura Proceso de cálculo del coeiciente de transmisión térmica La norma UNE-EN ISO :2012 establece el rocedimiento ara calcular el coeiciente de transmisión térmica del marco. Dicha magnitud se calcula ara cada sección de acuerdo con la exresión: U L 2D U b b (2) donde, - U : Coeiciente de transmisión térmica del marco, m K W 2. - L 2D : es el coeiciente de transmisión térmica lineal de la sección con el acristalamiento sustituido or un anel de calibración de igual esesor y conductividad térmica =0,035 W/mK. - U : coeiciente de transmisión térmica en el centro del anel de calibración W m 2 K. - b : longitud visible del anel de calibración, m. - b : longitud royectada del marco, m. Nº DE INFORME: 14_07754 PÁG. 7 DE 14

8 4. Resultados «FIRESTOP» Lateral derecho, izquierdo y suerior L 2D U b b U (W/mK) (W/m 2 K) (m) (m) (W/m 2 K) 0,35 0,63 0,20 0,05 5,3 Fig. 1: Distribución de temeratura en el marco, junto con la escala en ºC. Fig. 2: Distribución del lujo de calor en el marco, junto con la escala en W/m 2. Nº DE INFORME: 14_07754 PÁG. 8 DE 14

9 5. Transmisión térmica de la uerta comleta A continuación se rocede al cálculo del coeiciente de transmisión térmica, U D, de la uerta comleta. Tal y como se ha indicado en el aartado anterior, esta uerta está ormada or un marco erimetral y no disone de ningún marco en la arte inerior. El cálculo de transmisión térmica, U D, se realiza ara una uerta de dimensiones (0,935 x 2,075) m. Fig. 3. Puerta FIRESTOP La sección del marco de la uerta (A-A, y B-B) corresonde: «FIRESTOP» marco erimetral U = 5,3 W/m 2 K Nº DE INFORME: 14_07754 PÁG. 9 DE 14

10 La hoja de la uerta está constituida or dos chaas de acero de 0,7mm de esesor, y orma una cámara interna rellena de aislante Rockwoll Panel 755 de 50 mm de grosor. Fig.4. Detalle de la Hoja de la uerta La transmitancia térmica de la hoja de la uerta es de Uanel/hoja = 0,7 W/m 2 K En cuanto a las dimensiones corresondientes a cada elemento: A Lateral derecho = 0,085 m 2 A Lateral izquierdo = 0,085 m 2 A Lateral suerior = 0,038 m 2 A Lateral inerior = 0,000 m 2 L erimetro = 5,769 m área corresondiente al lateral derecho área corresondiente al lateral izquierdo área corresondiente al lateral suerior área corresondiente al lateral inerior erímetro de la uerta Nº DE INFORME: 14_07754 PÁG. 10 DE 14

11 Los cálculos se realizan según la metodología recogida en la norma de roducto UNE- EN Ventanas y uertas eatonales exteriores - Norma de roducto, características de restación. Parte 1: Ventanas y uertas eatonales exteriores sin características de resistencia al uego y/o control de humo. Dicha norma establece que la transmitancia térmica de ventanas y uertas exteriores eatonales debe determinarse or cálculo utilizando la norma UNE-EN ISO :2010: Características térmicas de ventanas, uertas y contraventanas. Cálculo del coeiciente de Transmisión Térmica. Parte 1: Método simliicado Método de cálculo según la norma UNE - EN ISO :2010 Con el valor de transmisión de las artes simuladas y sus suericies, se rocede a calcular el valor del coeiciente de transmisión térmica de la uerta según la metodología recogida en el aartado 5 de la norma UNE-EN ISO :2010: Cálculo del coeiciente de Transmisión Térmica, y que debe ser calculado mediante la siguiente ecuación. U d A U A A U A. l donde, U es el coeiciente de transmisión térmica corresondiente a la uerta W m 2 K d U es el coeiciente de transmisión térmica del anel u hoja W m 2 K U es el coeiciente de transmisión térmica del marco W m 2 K 2 A es el área corresondiente al anel u hoja m 2 A es el área royectada corresondiente al marco m es el coeiciente de transmisión térmica lineal debido a los eectos térmicos combinados del intercalado, del anel y del marco W mk l g es el erímetro total visible del anel m Nº DE INFORME: 14_07754 PÁG. 11 DE 14

12 Teniendo en cuenta el anel y su interacción con el marco se ha considerado oortuno calcular los actores de borde de cada marco ara asemejarse lo máximo osible a la realidad. Por ello, y siguiendo la metodología recogida en la norma UNE-EN ISO :2012, establecida ara la determinación de la transmitancia térmica lineal los resultados son los siguientes: «FIRESTOP» Ψ (W/mK) 0,02 Por tanto, el coeiciente de transmisión térmica, U D de la PUERTA «FIRESTOP» según la norma UNE - EN ISO :2010 es: U D (W/m 2 K) 1,2 NOTA: Los valores de transmitancia térmica de uerta comleta (U D ) recogidos en este inorme corresonden a unas dimensiones de uerta y tio de hoja determinados, cualquier variación en los mismos dará lugar a variaciones en el resultado Nº DE INFORME: 14_07754 PÁG. 12 DE 14

13 6. ANEXOS Secciones simuladas «FIRESTOP» marco «FIRESTOP» uerta Nº DE INFORME: 14_07754 PÁG. 13 DE 14

14 «FIRESTOP» uerta Nº DE INFORME: 14_07754 PÁG. 14 DE 14