APLICACIÓN PRÁCTICA HE-1 Edificio Plurifamiliar GRUPO FORMADORES ANDALUCÍA
Son objeto de la opción SIMPLIFICADA los cerramientos y particiones interiores que componen la envolvente térmica del edificio, para los cuales se calcularán los parámetros característicos que definen la envolvente térmica: Transmitancia térmica de muros de fachada (U M ) Transmitancia térmica de medianerías (U MD ) Transmitancia térmica de particiones interiores en contacto con espacios no habitables Transmitancia térmica de cubiertas (U C ) Transmitancia térmica de suelos (U S ) Transmitancia térmica de cerramientos en contacto con el terreno (U T ) Transmitancia térmica de huecos (U H ) Factor solar modificado de huecos (F H )
EJEMPLO PRÁCTICO DE APLICACIÓN Edificio Plurifamiliar de 113 Viviendas, ubicado en Sevilla, compuesto de PB + 7, con garaje en sótano y locales comerciales en Planta Baja.
PLANTA 4ª +13.62 PLANTA 3ª +10.52 PLANTA 2ª +7.42 N
PLANTA SÓTANO N
PLANTA BAJA N
PLANTA PRIMERA +4.32 N
PLANTA 4ª +13.62 PLANTA 3ª +10.52 PLANTA 2ª +7.42 N
PLANTA 5ª +16.72 N
PLANTA 7ª 22.92 PLANTA 6ª 19.82 N
PLANTA DE TORREONES
PLANTA DE CUBIERTAS
-0.09 +0.10 +0.08 +0.20 +0.30 Alzado Sur 0.00 = +24.28 COTA RELATIVA: 0.00 COTA DE REFERENCIA: +24.28
-0.03-0.30 Alzado Norte 0.00 = +24.28 COTA RELATIVA: 0.00 COTA DE REFERENCIA: +24.28
+0.30-0.20-0.09-0.03 Alzado Oeste 0.00 = +24.28 COTA RELATIVA: 0.00 COTA DE REFERENCIA: +24.28 Alzado Este
+29.27 +29.27 +26.38 +26.38 +26.38 +22.92 +22.92 +22.92 +19.82 +19.82 +19.82 +16.72 +16.72 +16.72 +13.62 +13.62 +13.62 +10.52 +10.52 +10.52 +7.42 +7.42 +7.42 +4.32 +4.32 +4.32 +0.05 +1.22 +0.20 +0.20-3.13-3.13 Sección 6 0.00 = +24.28 COTA RELATIVA: 0.00 COTA DE REFERENCIA: +24.28
Composición Constructiva Cimentación: Losa armada de 80 cm de espesor y muro de sótano hormigón armado de 30 cm de espesor. Estructura: Pórticos planos de hormigón armado y forjado reticular (25+5). Forjado tipo: Forjado reticular (25+5) con solería de terrazo sobre mortero de cemento. Cubierta plana no transitable: Guarnecido y enlucido de yeso e=1,5cm / Forjado reticular hormigón 25+5 / Hormigón ligero formación de pendiente E med =10cm / Barrera de vapor / Mortero de regularización M-40 e=2cm / Lámina de betún polimérico / Geotextil / Aislamiento poliestireno extruido e=7cm / Geotextil / Protección de grava limpia e=7cm. Cubierta plana transitable: Guarnecido y enlucido de yeso e=1,5cm / Forjado reticular hormigón 25+5 / Hormigón ligero formación de pendiente E med =10cm / Barrera de vapor / Mortero de regularización M-40 e=2cm / Lámina de betún polimérico / Geotextil / Aislamiento poliestireno extruido e=7cm / Geotextil / Mortero de agarre e=2cm / Solería cerámica 14x28 cm. Fachadas: Trasdosado autoportante de Pladur e=6cm / Cámara de aire e=4cm / Aislamiento poliuretano proyectado e=3cm / Tabicón ladrillo hueco doble e=10cm / Revestimiento monocapa e=2cm.
Composición Constructiva Forjado sobre espacio abierto: Solería de terrazo sobre mortero e=3cm / Lecho de arena de río limpia e=2cm / Aislamiento poliestireno extruido e=3cm / Forjado reticular hormigón (25+5) cm / Revestimiento monocapa e=2cm. Medianeras, separación entre viviendas, separación con locales: Placa de cartón yeso e=1cm / Lana de roca e=3cm / Cámara de aire e=1,5cm / Tabicón Ladrillo Hueco e=7cm / Cámara de aire e=1,5cm / Lana de roca e=3cm / Placa de cartón yeso e=1cm Ventanas: Marco de 7 cm con rotura de puente térmico, acristalamiento doble con cámara de aire (6+6+4) y persiana. Puertas: Madera opaca.
APLICABILIDAD DE LA OPCIÓN SIMPLIFICADA - El porcentaje de huecos en cada fachada es inferior al 60% de su superficie. Fachada Norte: 1.815 m 2 ; Sc=1.572 m 2 ; Sv=243 m 2 (13,4%) Fachada Sur: 1.821 m 2 ; Sc=1.643 m 2 ; Sv=178 m 2 (9,8%) Fachada Este: 2.772 m 2 ; Sc=2.451 m 2 ; Sv=321 m 2 (11,6%) Fachada Oeste: 2.772 m 2 ; Sc=2.451 m 2 ; Sv=321 m 2 (11,6%) - No existen lucernarios
PROCEDIMIENTO DE APLICACIÓN. CÁLCULO Y DIMENSIONADO - 1) Zonificación climática (3.1.1) (Apéndice D). - 2) Clasificación de los espacios habitables (de baja o alta carga interna) y no habitables (3.1.2). - 3) Definición de la envolvente térmica del edificio (3.1.3). - 4) Cumplimiento de las limitaciones de permeabilidad al aire (2.3). - 5) Cálculo de las transmitancias de los elementos de la envolvente y de sus parámetros característicos medios (Apéndice E). - 6). Transmitancias máximas (Tabla 2.1). Parámetros característicos medios límites (Tabla 2.2). En edificios de viviendas limitación de la transmitancia de las particiones interiores que las separan de las zonas comunes del edificio a 1,2 W/m 2 K - 7) Control de las condensaciones intersticiales y superficiales.
1) ZONIFICACIÓN CLIMÁTICA (Apéndice D, Tabla D.1) Sevilla (capital): Zona climática B4 Provincia Capital Altura de referencia (m) 200 <400 Desnivel entre la localidad y la capital de su provincia (m) 400 <600 600 <800 800 <1000 1000 Albacete D3 677 D2 E1 E1 E1 E1 Alicante B4 7 C3 C1 D1 D1 E1 Almería A4 0 B3 B3 C1 C1 D1 Ávila E1 1054 E1 E1 E1 E1 E1 Badajoz C4 168 C3 D1 D1 E1 E1 Barcelona C2 1 C1 D1 D1 E1 E1 Bilbao C1 214 D1 D1 E1 E1 E1 Burgos E1 861 E1 E1 E1 E1 E1 Cáceres C4 385 D3 D1 E1 E1 E1 Cádiz A3 0 B3 B3 C1 C1 D1 Castellón de la Plana B3 18 C2 C1 D1 D1 E1 Ceuta B3 0 B3 C1 C1 D1 D1 Ciudad real D3 630 D2 E1 E1 E1 E1 Córdoba B4 113 C3 C2 D1 D1 E1 Coruña (a) C1 0 C1 D1 D1 E1 E1 Cuenca D2 975 E1 E1 E1 E1 E1 Donostia-San Sebastián C1 5 D1 D1 E1 E1 E1 Girona C2 1353 D1 D1 E1 E1 E1 Granada C3 754 D2 D1 E1Grupo Formadores E1 Andalucía E1
2) CLASIFICACIÓN DE LOS ESPACIOS (3.1.2) Habitables / No Habitables: Se consideran habitables las habitaciones y estancias de las viviendas y las zonas comunes de circulación de las viviendas. Se consideran no habitables los recintos de instalaciones, locales en planta baja sin uso definido (locales comerciales) y toda la planta sótano (garajes y trasteros). Baja carga interna / Alta carga interna: A efectos de cálculo de la demanda energética todos los espacios habitables se consideran de baja carga interna. Clase de Higrometría: A efectos de comprobación de limitación de condensaciones todos los espacios habitables se Consideran de clase de higrometría 3 o inferior.
3) DEFINICIÓN DE LA ENVOLVENTE TÉRMICA DEL EDIFICIO La envolvente térmica está formada por todos los elementos que separan los espacios habitables del ambiente exterior (aire exterior, terreno) y de los espacios no habitables (locales comerciales, garaje, trasteros). De esta forma el cerramiento exterior del garaje (espacio no habitable) no se considera parte de la envolvente térmica, ya que limita un espacio no habitable del ambiente exterior o terreno.
4) PERMEABILIDAD AL AIRE Cumplimiento de las limitaciones de permeabilidad al aire de las carpinterías Hemos de cumplir la exigencia básica de permeabilidad al aire de carpinterías de huecos. Ya sabemos que no es necesario realizarla para las puertas de acceso (ya que no tienen marco en sus cuatro lados), en nuestro caso sólo las comprobaremos en los huecos acristalados. Como estamos en una zona climática B, necesitamos unas carpinterías de hueco con una permeabilidad al aire inferior a 50 m 3 /h m 2, es decir las carpinterías deben ser al menos de clase A-1. La permeabilidad al aire de una ventana de clase A-1 para una sobrepresión de 100 Pa está comprendida entre 20 y 50 m 3 /h m 2, por lo que cumple la limitación del HE-1.
5) CÁLCULO DE LAS TRANSMITANCIAS DE LOS ELEMENTOS DE LA ENVOLVENTE TÉRMICA DEL EDIFICIO (Apéndice E) TRANSMITANCIA TÉRMICA Cerramientos en contacto con el exterior: Fachadas Cubierta transitable y no transitable Forjados sobre espacio exterior Cerramientos en contacto con el terreno: Solera Muro Particiones interiores en contacto con espacios no habitables: Forjado sobre locales. Particion entre zonas habitables y locales comerciales Forjado sobre el garaje. Huecos: Ventanas y puertas acristaladas. Puertas acceso FACTOR SOLAR MODIFICADO Huecos: Ventanas y puertas acristaladas
CÁLCULO DE LAS TRANSMITANCIAS DE LOS ELEMENTOS DE LA ENVOLVENTE TÉRMICA DEL EDIFICIO (Apéndice E) U 1 = (W/m 2 K) R T donde R T (m 2 K/W) es la resistencia térmica total del elemento constructivo
CERRAMIENTO DE FACHADA (Apéndice E.1.1) EXIGENCIA BÁSICA HE-1 Para su obtención se mantiene la sistemática tradicional por capas complementada con las resistencias térmicas superficiales de los cerramientos contenidas en la Tabla E.1. U = 1/R T La resistencia térmica total RT de un componente constituido por capas térmicamente homogéneas debe calcularse mediante la expresión: R T (m 2 K/W) = R si + R 1 + R 2 + + R n + R se donde: R 1, R 2, R 3 R n : resistencias térmicas de cada capa. R si, R se : resistencias térmicas superficiales (Tabla E.1) R n = e(m) λ e: espesor de la capa (m). λ: conductividad térmica (W/mK) (UNE EN ISO 10: 456:2001)
Datos de partida: Situación: Sevilla. Zona Climática B4. Uso: Vivienda Cálculo de la transmitancia CERRAMIENTO: Composición constructiva: 1- Trasdosado autoportante de Pladur e=6cm 2- Cámara de aire e=4cm 3- Aislamiento poliuretano proyectado e=3cm 4- Tabicón ladrillo hueco doble e=10cm 5- Revestimiento monocapa e=2cm
La transmitancia térmica viene dada por la siguiente expresión: U = 1 R T donde R T es la resistencia térmica total del componente constructivo calculado mediante la expresión: R T = Rsi + R1 +... + Rn + Rse (2) R si y R se se obtienen de la Tabla E.1 del Apéndice E, que para el caso de cerramientos verticales toman los valores 0.13 y 0.04 m 2 K/W, respectivamente. La resistencia térmica R n de cada una de las capas del cerramiento viene definida por la expresión: e R = λ (3) siendo e el espesor de la capa (m) y λ la conductividad térmica del material (W/mK). (1)
Resistencias térmicas superficiales
CERRAMIENTOS CON CÁMARA DE AIRE Apartado E.1.1.6. (CTE-DB HE-1) e (cm.) Horizontal Vertical 1 0.15 0.15 2 0.16 0.17 5 0.16 0.18 TABLA E.2. Resistencias térmicas de cámaras de aire sin ventilar en m 2 K/W
Capa L (m) λ R=L/λ R se 0.04 5.- Monocapa 0.02 1 0.02 4.- Tabicón LHD 0.10 0.375 0.266 3.- Poliuretano proyectado 0.03 0.028 1.07 2.- Cámara de aire 0.04-0.17 1.- Trasdosado 0.06-0.08 Rsi 0.13 R T = 1,78
Sustituyendo en (1): U = 1 R T = 1 1.78 = 0.561W / m 2 K Según la Tabla 2.1 del apartado 2.1.4 del DB-HE-1, el máximo valor de la transmitancia térmica para muros de fachada en Zona Climática B es de 1.07 W/m 2 K, por lo que el cerramiento propuesto cumpliría dicha exigencia. 0,561 < 1,07
CUBIERTA TRANSITABLE (Apéndice E.1.1) EXIGENCIA BÁSICA HE-1 Para su obtención se mantiene la sistemática tradicional por capas complementada con las resistencias térmicas superficiales de los cerramientos contenidas en la Tabla E.1. U = 1/R T La resistencia térmica total RT de un componente constituido por capas térmicamente homogéneas debe calcularse mediante la expresión: R T (m 2 K/W) = R si + R 1 + R 2 + + R n + R se donde: R 1, R 2, R 3 R n : resistencias térmicas de cada capa. R si, R se : resistencias térmicas superficiales (Tabla E.1) R n = e(m) λ e: espesor de la capa (m). λ: conductividad térmica (W/mK) (UNE EN ISO 10: 456:2001)
Datos de partida: Situación: Sevilla. Zona Climática B4. Uso: Vivienda Cálculo de la transmitancia CUBIERTA: Composición constructiva: 1- Guarnecido y enlucido de yeso e=1,5cm 2- Forjado reticular hormigón 25+5 3- Hormigón ligero formación de pendiente E med =10cm 4- Barrera de vapor 5- Mortero de regularización M-40 e=2cm 6- Lámina de betún polimérico 7- Geotextil 8- Aislamiento poliestireno extruido e=7cm 9- Geotextil 10- Mortero de agarre e=2cm 11- Solería cerámica 14x28 cm
La transmitancia térmica viene dada por la siguiente expresión: U = 1 R T donde R T es la resistencia térmica total del componente constructivo calculado mediante la expresión: R T = Rsi + R1 +... + Rn + Rse (2) R si y R se se obtienen de la Tabla E.1 del Apéndice E, que para el caso de cerramientos horizontales toman los valores 0.10 y 0.04 m 2 K/W, respectivamente. La resistencia térmica R n de cada una de las capas del cerramiento viene definida por la expresión: e R = λ (3) siendo e el espesor de la capa (m) y λ la conductividad térmica del material (W/mK). (1)
Resistencias térmicas superficiales
Capa L (m) λ R=L/λ R se 0.04 11.- Solería 0.005 1 0.005 10.- Mortero de cemento 0.02 1 0.02 9.- Geotextil - - - 8.- Poliestireno extruido 0.07 0.036 1.94 7.- Geotextil - - - 6.- Lámina impermeabilizante - - - 5.- Mortero de cemento 0.02 1 0.02 4.- Barrera de vapor - - - 3.- Hormigón ligero 0.10 1.15 0.09 2.- Forjado reticular 0.30 2 0.15 1.- Enlucido de yeso 0.015 0.4 0.04 Rsi 0.10 R T = 2,405
Sustituyendo en (1): U = 1 R T = 1 2.405 = 0.415W / m 2 K Según la Tabla 2.1 del apartado 2.1.4 del DB-HE-1, el máximo valor de la transmitancia térmica para cubiertas en Zona Climática B es de 0.59 W/m 2 K, por lo que el cerramiento propuesto cumpliría dicha exigencia. 0,415 < 0,59
CUBIERTA NO TRANSITABLE (Apéndice E.1.1) La calculamos de forma análoga a la anterior: Cálculo de la transmitancia CUBIERTA: EXIGENCIA BÁSICA HE-1 Composición constructiva: 1- Guarnecido y enlucido de yeso e=1,5cm 2- Forjado reticular hormigón 25+5 3- Hormigón ligero formación de pendiente E med =10cm 4- Barrera de vapor 5- Mortero de regularización M-40 e=2cm 6- Lámina de betún polimérico 7- Geotextil 8- Aislamiento poliestireno extruido e=7cm 9- Geotextil 10- Protección de grava limpia e=7cm
La transmitancia térmica viene dada por la siguiente expresión: U = 1 R T donde R T es la resistencia térmica total del componente constructivo calculado mediante la expresión: R T = Rsi + R1 +... + Rn + Rse (2) R si y R se se obtienen de la Tabla E.1 del Apéndice E, que para el caso de cerramientos horizontales y flujo ascendente toman los valores 0.10 y 0.04 m 2 K/W, respectivamente. La resistencia térmica R n de cada una de las capas del cerramiento viene definida por la expresión: e R = λ (3) siendo e el espesor de la capa (m) y λ la conductividad térmica del material (W/mK). (1)
Resistencias térmicas superficiales
Capa L (m) λ R=L/λ R se 0.04 10.- Grava limpia 0.07 2 0.035 9.- Geotextil - - - 8.- Poliestireno extruido 0.07 0.036 1.94 7.- Geotextil - - - 6.- Lámina impermeabilizante - - - 5.- Mortero de cemento 0.02 1 0.02 4.- Barrera de vapor - - - 3.- Hormigón ligero 0.10 1.15 0.09 2.- Forjado reticular 0.30 2 0.15 1.- Enlucido de yeso 0.015 0.4 0.04 Rsi 0.10 R T = 2,415
Sustituyendo en (1): U = 1 R T = 1 2.415 = 0.414W / m 2 K Según la Tabla 2.1 del apartado 2.1.4 del DB-HE-1, el máximo valor de la transmitancia térmica para cubiertas en Zona Climática B es de 0.59 W/m 2 K, por lo que el cerramiento propuesto cumpliría dicha exigencia. 0,414 < 0,59
FORJADO SOBRE ESPACIO ABIERTO (Apéndice E.1.1) Cálculo de la transmitancia FORJADO: Composición constructiva: 1- Solería de terrazo sobre mortero e=3cm 2- Lecho de arena de río limpia e=2cm 3- Aislamiento poliestireno extruido e=3cm 4- Forjado reticular hormigón (25+5) cm 5- Revestimiento monocapa e=2cm
La transmitancia térmica viene dada por la siguiente expresión: U = 1 R T donde R T es la resistencia térmica total del componente constructivo calculado mediante la expresión: R T = Rsi + R1 +... + Rn + Rse (2) R si y R se se obtienen de la Tabla E.1 del Apéndice E, que para el caso de cerramientos horizontales y flujo descendente toman los valores 0.17 y 0.04 m 2 K/W, respectivamente. La resistencia térmica R n de cada una de las capas del cerramiento viene definida por la expresión: e R = λ (3) siendo e el espesor de la capa (m) y λ la conductividad térmica del material (W/mK). (1)
Resistencias térmicas superficiales
Capa L (m) λ R=L/λ R se 0.04 5.- Monocapa 0.02 1 0.02 4.- Forjado reticular 0.30 2 0.15 3.- Poliestireno extruido 0.03 0.036 0.833 2.- Arena de río 0.02 2 0.01 1.- Solería de terrazo 0.03 1.3 0.023 Rsi 0.17 R T = 1,246
Sustituyendo en (1): U = 1 R T = 1 1.246 = 0.802W / m 2 K Según la Tabla 2.1 del apartado 2.1.4 del DB-HE-1, el máximo valor de la transmitancia térmica para suelos en Zona Climática B es de 0,68 W/m 2 K, por lo que el cerramiento propuesto no cumpliría dicha exigencia. 0,802 > 0,68 Para solucionar el problema aumentaremos el espesor del aislamiento a 6 cm.
Capa L (m) λ R=L/λ R se 0.04 5.- Monocapa 0.02 1 0.02 4.- Forjado reticular 0.30 2 0.15 3.- Poliestireno extruido 0.06 0.036 1.667 2.- Arena de río 0.02 2 0.01 1.- Solería de terrazo 0.03 1.3 0.023 Rsi 0.17 R T = 2,08
Sustituyendo en (1): U = 1 R T = 1 2.08 = 0.48W / m 2 K Según la Tabla 2.1 del apartado 2.1.4 del DB-HE-1, el máximo valor de la transmitancia térmica para suelos en Zona Climática B es de 0,68 W/m 2 K, por lo que el cerramiento propuesto cumpliría dicha exigencia. 0,48 < 0,68
PILARES EN FACHADA (Puente Térmico integrado) Se deben considerar los pilares en el cálculo de la demanda energética ya que su superficie es superior a 0,5 m 2. Cálculo de la transmitancia CERRAMIENTO: Composición constructiva: 1- Trasdosado directo de Pladur e=1.1cm 2- Aislamiento poliuretano proyectado e=2cm 3- Pilar de hormigón armado e=30cm 4- Tabique ladrillo hueco sencillo e=4cm 5- Revestimiento monocapa e=2cm
La transmitancia térmica viene dada por la siguiente expresión: U = 1 R T donde R T es la resistencia térmica total del componente constructivo calculado mediante la expresión: R T = Rsi + R1 +... + Rn + Rse (2) R si y R se se obtienen de la Tabla E.1 del Apéndice E, que para el caso de cerramientos verticales toman los valores 0.13 y 0.04 m 2 K/W, respectivamente. La resistencia térmica R n de cada una de las capas del cerramiento viene definida por la expresión: e R = λ (3) siendo e el espesor de la capa (m) y λ la conductividad térmica del material (W/mK). (1)
Resistencias térmicas superficiales
Capa L (m) λ R=L/λ R se 0.04 5.- Monocapa 0.02 1 0.02 4.- Tabique LHS 0.04 0.444 0.09 3.- Pilar hormigón armado 0.30 2.3 0.13 2.- Poliuretano proyectado 0.02 0.028 0.714 1.- Trasdosado 0.011 0.25 0.044 Rsi 0.13 R T = 1,168
Sustituyendo en (1): U = 1 R T = 1 1.168 = 0.856W / m 2 K Al ser un pilar integrado en fachada no debería cumplir ningún valor límite, no obstante, según la Tabla 2.1 del apartado 2.1.4 del DB-HE-1, el máximo valor de la transmitancia térmica para muros de fachada en Zona Climática B es de 1.07 W/m 2 K, por lo que el puente térmico cumpliría dicha exigencia y no se comportaría como tal. 0,856 < 1,07 A pesar de cumplir la limitación para muros de fachada, habría que observar que estamos por encima del valor límite de 0,82 que tiene su parámetro característico medio (quedará compensado por la fachada).
PARTICIONES INTERIORES VERTICALES EN CONTACTO CON ESPACIOS NO HABITABLES PARTICIONES INTERIORES Apartado E.1.3.1 (CTE-DB HE-1) U = U p b
La transmitancia térmica U p viene dada por la siguiente expresión: U p 1 = R T donde R T es la resistencia térmica total del componente constructivo calculado mediante la expresión: R T = Rsi + R1 +... + Rn + Rse (2) R si y R se se obtienen de la Tabla E.6 del Apéndice E, que para el caso de cerramientos verticales toman los valores 0.13 y 0.13 m 2 K/W, respectivamente. La resistencia térmica R n de cada una de las capas del cerramiento viene definida por la expresión: e R = λ (3) siendo e el espesor de la capa (m) y λ la conductividad térmica del material (W/mK). (1)
Capa L (m) λ R=L/λ R se 0.13 7.- Placa cartón yeso 0.01 0.25 0.04 6.- Lana de roca 0.03 0.041 0.731 5.- Cámara de aire 0.015-0.16 4.- Tabicón de LHD 0.07 0.375 0.186 3.- Cámara de aire 0.015-0.16 2.- Lana de roca 0.03 0.041 0.731 1.- Placa cartón yeso 0.01 0.25 0.04 Rsi 0.13 R T = 2,308
Sustituyendo en (1): U p = 1 R T = 1 2.308 = 0.433W / m 2 K Este valor obtenido habría que multiplicarlo por el coeficiente b, el cual es un coeficiente reductor, por lo que si queremos estar del lado de la seguridad lo podemos obviar. No obstante vamos a desarrollar el cálculo de uno de ellos. Este coeficiente depende de la partición que consideremos, que en este caso será la separación vertical de la vivienda con el local comercial. Para el cálculo del coeficiente de reducción de temperatura b, procederemos de la siguiente forma:
PARTICIONES INTERIORES
PARTICIONES INTERIORES Caso 1: Espacio ligeramente ventilado. Nivel de estanqueidad 1, 2 ó 3 Caso 2: Espacio muy ventilado. Nivel de estanqueidad 4 ó 5
En esta partición estaremos en el caso de no aislado el elemento exterior y aislado el elemento de separación de los dos locales. La relación de superficies A iu /A ue es aproximadamente la siguiente: 30/69 = 0.43 Estaremos, además, en Caso 2 ya que consideraremos un nivel de estanqueidad 4 al ser un local comercial que seguramente esté en bruto y ventilado. Con estos parámetros, en la Tabla E.7, obtenemos un valor b=0,99. U = U p b = 0.99 0.433 = 0,428 Según la Tabla 2.1 del apartado 2.1.4 del DB-HE-1, el máximo valor de la transmitancia térmica para particiones interiores en contacto con espacios no habitables en Zona Climática B es de 1.07 W/m2K, por lo que el cerramiento propuesto cumpliría dicha exigencia. 0,428 < 1,07
PARTICIONES HORIZONTALES EN CONTACTO CON ESPACIOS NO HABITABLES PARTICIONES INTERIORES Calcularemos la transmisión térmica equivalente de los suelos que separan las zonas habitables de planta baja con el garaje. Al igual que en el caso anterior habrá que calcular la transmitancia con las resistencias térmicas superficiales de la Tabla E.6 y multiplicarla por un coeficiente reductor de temperatura b.
PARTICIONES HORIZONTALES EN CONTACTO CON ESPACIOS NO HABITABLES PARTICIONES INTERIORES Apartado E.1.3.1 (CTE-DB HE-1) U = U s b
La transmitancia térmica U s viene dada por la siguiente expresión: U s 1 = R T donde R T es la resistencia térmica total del componente constructivo calculado mediante la expresión: R T = Rsi + R1 +... + Rn + Rse (2) R si y R se se obtienen de la Tabla E.6 del Apéndice E, que para el caso de cerramientos horizontales con flujo descendente toman los valores 0.17 y 0.17 m 2 K/W, respectivamente. La resistencia térmica R n de cada una de las capas del cerramiento viene definida por la expresión: e R = λ (3) siendo e el espesor de la capa (m) y λ la conductividad térmica del material (W/mK). (1)
Capa L (m) λ R=L/λ R se 0.17 4.- Enlucido de yeso 0.015 0.4 0.037 3.- Forjado reticular 0.30 2 0.15 2.- Arena de río 0.02 2 0.01 1.- Solería de terrazo 0.03 1.3 0.023 Rsi 0.17 R T = 0,56
Sustituyendo en (1): U s = 1 R T = 1 0.56 = 1.78W / m 2 K Como valor de transmitancia térmica del forjado que separa el garaje del exterior (plazas interiores) tomaremos también 1.78 W/m 2 K
PARTICIONES INTERIORES La transmitancia U s = 1,78 W/m 2 K El coeficiente de reducción de temperatura b, en este caso, se define mediante la siguiente expresión: b = H iu H + ue H ue siendo: H ue es el coeficiente de pérdida del espacio no habitable hacia el exterior H iu es el coeficiente de pérdida del espacio habitable hacia el espacio no habitable Estos coeficientes relacionan las pérdidas de calor a través de los cerramientos por transmisión y debido al grado de ventilación de los espacios.
PARTICIONES INTERIORES Hue Uue Aue + 0, 34Q Hiu Uiu Aiu + 0, 34Q = ue = iu siendo: U ue la transmitancia del cerramiento del espacio no habitable en contacto con el ambiente exterior U iu la transmitancia del cerramiento del espacio habitable en contacto con el no habitable A ue el área del cerramiento del espacio no habitable en contacto con el ambiente exterior A iu el área del cerramiento del espacio habitable en contacto con el no habitable Q ue el caudal de aire entre el exterior y el espacio no habitable (m 3 /h) Q iu el caudal de aire entre el espacio no habitable y el habitable (m 3 /h) Necesitamos conocer previamente los U ue equivalentes a través de los cerramientos que envuelven el garaje, es decir, los muros y solera en contacto con el terreno:
PARTICIONES INTERIORES SUELOS EN CONTACTO CON EL TERRENO (CASO 2)
Al realizar los cálculos para la losa obtenemos: R f = e/λ = 0,8/2,3 = 0,347 m 2 K/W. z = 3 m. A (área de la losa)=3.020 m2 P (perímetro de la losa) = 235 m B = A / (0,5 P) = 3.020/(0,5 235) = 25.7 U (losa) = 0,175 W/m 2 K (interpolando en la tabla E.4)
MUROS EN CONTACTO CON EL TERRENO Al realizar los cálculos para el muro de sótano: R m = e/λ = 0,3/2,3 = 0,13 m 2 K/W. z = 3 m. U (muro) = 1,01 W/m 2 K (interpolando en la tabla E.5)
PARTICIONES INTERIORES Según el HS-3 el garaje requiere una ventilación de 13560 l/s (120 l/s por plaza, 113 plazas), que equivale a Q ue = 48.816 m 3 /h Con lo cual obtenemos H ue = 0,175 3.020 + 1,01 705 + 1,78 1.574 + 0,34 48.816 = 20.639 W/K De manera análoga obtenemos las pérdidas entre el espacio habitable y el no habitable, para lo cual consideramos Q iu =0 H iu = 1,78 833 + 0,34 0 = 1.482 W/K Por tanto, el coeficiente b será: 20.639 b = 1.482 + 20.639 = 0,93 Y la transmitancia final será: U = 1,78 0,93 = 1,65 W/m 2 K
Según la Tabla 2.1 del apartado 2.1.4 del DB-HE-1, el máximo valor de la transmitancia térmica para particiones interiores en contacto con espacios no habitables en Zona Climática B es de 1.07 W/m2K, por lo que el cerramiento propuesto no cumpliría dicha exigencia. 1,65 > 1,07 Añadiremos, por tanto, 3 cm. de poliestireno extrusionado debajo de la solería.
Capa L (m) λ R=L/λ R se 0.17 5.- Enlucido de yeso 0.015 0.4 0.037 4.- Forjado reticular 0.30 2 0.15 3.- Poliestireno extruido 0.03 0.036 0.833 2.- Arena de río 0.02 2 0.01 1.- Solería de terrazo 0.03 1.3 0.023 Rsi 0.17 R T = 1,393
Sustituyendo en (1): U s = 1 R T = 1 1.393 = 0.71W / m 2 K Por lo que la transmitancia final será: U = U s b = 0,71 0,93 = 0,66 Según la Tabla 2.1 del apartado 2.1.4 del DB-HE-1, el máximo valor de la transmitancia térmica para particiones interiores en contacto con espacios no habitables en Zona Climática B es de 1.07 W/m2K, por lo que el cerramiento propuesto cumpliría dicha exigencia. 0,66 < 1,07 De forma análoga se calculará el forjado de las viviendas sobre los locales comerciales.
PARTICIONES INTERIORES DE SEPARACIÓN VIVIENDAS-ZONAS COMUNES En edificios de viviendas, existe una limitación de la transmitancia térmica de 1,2 W/m 2 K para particiones interiores entre las viviendas que tenga previsto desde el proyecto un sistema de calefacción/climatización y las zonas comunes no calefactadas/climatizadas. La transmitancia térmica U p viene dada por la siguiente expresión: U p 1 = R T donde R T es la resistencia térmica total del componente constructivo calculado mediante la expresión: R T = Rsi + R1 +... + Rn + Rse (2) R si y R se se obtienen de la Tabla E.6 del Apéndice E, que para el caso de cerramientos verticales toman los valores 0.13 y 0.13 m 2 K/W, respectivamente. La resistencia térmica R n de cada una de las capas del cerramiento viene definida por la expresión: e R = λ (3) siendo e el espesor de la capa (m) y λ la conductividad térmica del material (W/mK). (1)
Capa L (m) λ R=L/λ R se 0.13 7.- Placa cartón yeso 0.01 0.25 0.04 6.- Lana de roca 0.03 0.041 0.731 5.- Cámara de aire 0.015-0.16 4.- Tabicón de LHD 0.07 0.375 0.186 3.- Cámara de aire 0.015-0.16 2.- Lana de roca 0.03 0.041 0.731 1.- Placa cartón yeso 0.01 0.25 0.04 Rsi 0.13 R T = 2,308 Sustituyendo en (1): U = 1 R T = 1 2.308 = 0.433W / m 2 K Valor inferior al mínimo exigido de 1,2 W/m 2 K
HUECOS. TRANSMITANCIAS TÉRMICAS Y FACTOR SOLAR MODIFICADO Los parámetros característicos de un hueco son la transmitancia térmica (U en W/m 2 K) y el factor solar modificado del hueco (FH). En nuestro caso se trata de ventanas de carpintería metálica blanca con rotura de puente térmico entre 4-12 mm y vidrio doble 6-6-4. Escogemos la ventana de menor superficie, que corresponde al aseo, para hacer el ejemplo. Cálculo de la transmitancia térmica. Usaremos la expresión: U H = (1-FM) U H,v + FM U H,m siendo: U H,v : transmitancia térmica del vidrio U H,m : transmitancia térmica del marco de la ventana FM : fracción del hueco ocupado por el marco
U H,v y U H,m se pueden obtener de las Tablas de propiedades higrotérmicas antes mencionadas. - Acristalamiento doble 6+6+4 (U H,v = 3,30 W/m 2 K) - Marco de aluminio con rotura de puente térmico (U H,m = 4 W/m 2 K) - FM = A marco /A hueco = 0,24 / 0,70 = 0,34 En nuestro caso: U H = (1-0,34)x3,30+0,34x4,00 = 3,538 W/m 2 K Hemos decidido realizar el cálculo de la ventana del aseo, ya que es la que presenta una proporción marco/hueco mayor. Al ser la transmitancia de nuestro marco mayor que la del acristalamiento, si aplicamos esa U H a todos los huecos acristalados estaremos del lado de la seguridad y nos ahorraremos realizar el cálculo de cada tipo de ventana. En el caso de U H,v > U H,m elegiríamos el hueco con menor fracción marco/hueco. Si no queremos hacer esta simplificación deberemos calcular una U H para cada tipo de ventana (con proporciones distintas de marco/hueco).
Cálculo del factor solar modificado. EXIGENCIA BÁSICA HE-1 Al tratarse de un uso residencial en el que, en general, tenemos espacios de baja carga interna y porcentajes de huecos inferiores al 30% respecto a la superficie de fachada, para la zona climática B4 no hay limitación alguna, por lo que no es necesario el cálculo del factor solar modificado. No obstante, a modo de ejemplo realizaremos el cálculo para el hueco anterior. Usaremos la expresión: F = F S [(1-FM) g + FM 0,04 U H,m α] siendo: F S : factor de sombra del hueco (Tablas E.11 a E.15) FM : fracción del hueco ocupado por el marco g : factor solar del vidrio U H,m : transmitancia térmica del marco α : absortividad del marco en función de su color (Tabla E.10)
-U H,m = 4 W/m 2 K (Marco de aluminio con rotura de puente térmico) -FM = A marco /A hueco = 0,24 / 0,70 = 0,34 -g = 0,75 -F S = 0,61 (cogemos la orientación más desfavorable E/O) - α = 0,30 En nuestro caso: F = 0,61 [(1-0,34) 0,75 + 0,34x0,04x4,00x0,30] = 0,311
6) LIMITACIÓN DE LA DEMANDA ENERGÉTICA (TABLAS 2.1 y 2.2) Para la verificación del cumplimiento de la limitación de demanda energética es necesario realizar una doble comprobación, por un lado para las zonas de baja carga interna y por otro para las de alta carga interna. En nuestro caso no tenemos zonas de alta carga interna, así que el proceso se simplifica. Como vimos en el apartado de zonificación climática, nos encontramos en una zona B4, así que usaremos los datos contenidos en esa columna. No se comprueban las transmitancias térmicas máximas de puentes térmicos ni de huecos no acristalados, ya que no figuran valores límite para estos elementos, aunque sí influirán en el cálculo de los parámetros característicos medios.
Tabla 2.1.- Transmitancia térmica máxima de cerramientos y particiones interiores de la envolvente térmica U en W/m² K Cerramientos y particiones interiores ZONAS A ZONAS B ZONAS C ZONAS D ZONAS E Muros de fachada, particiones interiores en contacto con espacios no habitables, primer metro del perímetro de suelos apoyados sobre el terreno (1) y primer metro de muros en contacto con el terreno 1,22 1,07 0,95 0,86 0,74 Suelos 0,69 0,68 0,65 0,64 0,62 Cubiertas 0,65 0,59 0,53 0,49 0,46 Vidrios y marcos (2) 5,70 5,70 4,40 3,50 3,10 Medianerías 1,22 1,07 1,00 1,00 1,00
CERRAMIENTOS Y PARTICIONES INTERIORES DE LA ENVOLVENTE TÉRMICA U (W/m 2 K) Proyecto Máxima Muros de fachada U M1 0,561 1,07 Cubierta transitable U C1 0,415 0,59 Cubierta no transitable U C1 0,414 0,59 Forjado sobre espacio abierto U S3 0,48 0,68 Pilares en fachada U PF2 0,856 - Partición interior vertical con espacio no habitable U M2 0,428 1,07 Partición interior horizontal con espacio no habitable (separación garajes) U S2 0,66 0,68 Partición interior horizontal con espacio no habitable (separación locales) U S2 0,61 0,68 Partición interior viviendas-zonas comunes 0,433 1,20 Vidrios U H,v 3,30 5,70 Marcos U H,m 4,00 5,70 Huecos U H 3,538 -
CÁLCULO DE LOS PARAMETROS CARACTERÍSTICOS MEDIOS DE LA ENVOLVENTE TÉRMICA DEL EDIFICIO (Tabla 3.1) Cálculo de la media de los distintos parámetros característicos de la zona de baja carga interna y de la zona de alta carga interna: - Transmitancia térmica U (W/m2 K). Su cálculo ha de efectuarse por categorías según el siguiente listado: Transmitancia media de cubiertas U Cm, incluyendo en el promedio la transmitancia media de sus lucernarios U L y de sus puentes térmicos U PC. Transmitancia media de los suelos U Sm. Transmitancia media de los muros de fachada para cada orientación U Mm, incluyendo en el promedio sus puentes térmicos, como: contorno de huecos U PF1, pilares en fachadas U PF2 y cajas de persianas U PF3 (u otros). Transmitancia media de cerramientos en contacto con el terreno U Tm. Transmitancia media de huecos de fachadas U Hm para cada orientación.
Tabla 3.1 Síntesis del procedimiento de comparación con los valores límite Cerramientos y particiones interiores Componentes Parámetros característico s Parámetros característicos medios Comparación con los valores limites C 1 En contacto con el aire U C1 CUBIERTAS C 2 P C En contacto con un espacio no habitable Puente térmico (Contorno de lucernario>0,5 m 2 ) U C2 U PC U Cm = A U + C C A C A + PC A U PC PC + + A L A U L L U Cm U Clim U L L Lucernarios F L F Lm = A F A F F L F Lm F Llim
M 1 Muro en contacto con el aire U M1 FACHADAS M 2 P F1 P F2 Muro en contacto con espacios no habitables Puente térmico (contorno de huecos >0,5 m 2 ) Puente térmico (pilares en fachada >0,5 m 2 ) U M2 U PF1 U PF2 U Mm = A M U A M M + + A A PF PF U PF U Mm U Mlim P F3 H Puente térmico (caja de persianas > 0,5 m 2 ) Huecos U PF3 U H F H U Hm F Hm = = A A H A H U A H H F H H U Hm U Hlim F Hm F Hlim
S 1 Apoyados sobre el terreno U S1 SUELOS S 2 En contacto con espacios no habitables U S2 U Tm = A T A U T T U Sm U Slim S 3 En contacto con el aire exterior U S3 T 1 Muros en contacto con el terreno U T1 CERRAMIENTOS EN CONTACTO CON EL TERRENO T 2 T 3 Cubiertas enterradas Suelos a una profundidad mayor de 0,5 m U T2 U T3 U Hm = A S A U S S U Tm U Mlim
7) COMPROBACIÓN DE LIMITACIÓN DE CONDENSACIONES Es necesario realizar esta comprobación para cerramientos y puentes térmicos. Como ya vimos, el cumplimiento de los valores de transmitancia térmica máxima de la Tabla 2.1 asegura la verificación de la comprobación de limitación de condensaciones superficiales en los cerramientos para los espacios de higrometría 4 o inferior. En nuestro caso, al estar en espacios de higrometría 3 y cumplir con las limitaciones de la tabla 2.1, sólo tendremos que realizar esta comprobación para los puentes térmicos.
COMPROBACIÓN DE LAS CONDENSACIONES Condensaciones Superficiales Para las condiciones ambientales interiores y exteriores de cálculo correspondientes al mes de enero (tabla G.1), ha de comprobarse en los cerramientos (incluidos sus puentes térmicos) que el factor de temperatura de la superficie interior f Rsi es superior al factor de temperatura de la superficie interior mínimo f Rsi,min f Rsi > f Rsi,min donde: f Rsi = 1 - U 0,25 y f Rsi,min se obtiene de la Tabla 3.2
En nuestro caso, con una higrometría 3 y una zona B, f Rsi,min es igual a 0,52 Despejando obtenemos: f Rsi = 1-0,25 U f Rsi,min f Rsi = 1-0,25 0,856 = 0,786 0,52
COMPROBACIÓN DE LAS CONDENSACIONES Condensaciones Intersticiales EXIGENCIA BÁSICA HE-1 Para las condiciones ambientales interiores y exteriores de cálculo correspondientes al mes de enero (Tabla G.1), ha de comprobarse en cada punto interior de un cerramiento que la presión de vapor es inferior a la presión de vapor de saturación, o lo que es lo mismo, que la temperatura en cada punto interior del cerramiento sea superior a su temperatura de rocío. Esa comprobación exige, pues, el cálculo de la distribución de temperaturas, de presiones de vapor y de presiones de vapor de saturación, siguiendo los procedimientos descritos en G.2.2. Distribución de temperaturas: Distribución de presión de vapor: θ = P = P n P sat,n ( θ θ ) i R Pi ΣS T e ( P ) dn e R S n dn
CERRAMIENTO DE FACHADA EXIGENCIA BÁSICA HE-1
CUBIERTA TRANSITABLE