Eficiencia energética de una vivienda

EFICIENCIA ENERGÉTICA EN EDIFICACIONES

-Presupuesto Energético-

ÍNDICE

1 DATOS GENERALES

1.1 Proyecto

1.2 Croquis de localización y orientación

1.3 Planta arquitectónica

1.4 Fachadas

2 VALORES PARA EL CALCULO DE LA GANANCIA DE CALOR A TRAVES DE LA ENVOLVENTE

2.1 Ubicación y clima

2.2 Superficies de construcción

2.3 Temperaturas equivalentes promedio

2.4 Coeficientes de transferencia de calor "k" del edificio de referencia (W/m²K)

2.5 Factor de ganancia de calor solar "FG" (W/m²)

2.6 Barrera de Vapor

2.7 Factor de corrección de sombreado exterior (SE)

3 CALCULO DEL COEFICIENTE GLOBAL DE TRANSFERENCIA DE CALOR DE LAS PORCIONES DE LA ENVOLVENTE

3.1 Porción: Muro aislado

3.2 Porción: Muro sin aislar

3.3 Porción: Losa de azotea

3.4 Porción: Ventanas

4 CALCULO COMPARATIVO DE LA GANANCIA DE CALOR

4.1 Edificio de Referencia

4.2 Edificio proyectado

5 EFICIENCIA ENERGÉTICA

5.1 Presupuesto energético

5.2 Cumplimiento de eficiencia

5.3 Conclusiones y/o recomendaciones

6 CALCULO DE AIRE ACONDICIONADO

6.1 Pérdidas por transmisión al suelo

6.2 Pérdidas por infiltración de aire

6.3 Ganancia de calor por conducción en la envolvente

6.4 Ganancia de calor por ocupación de personas

6.5 Ganancia de calor por iluminación y/o motores

6.6 Carga total de Frigorías requeridas

6.7 Equipo de aire acondicionado requerido

7 CALCULO DE CALEFACCIÓN

7.1 Pérdidas de calor

7.2 Ganancias de calor

7.3 Flujo de Calor necesario para confort interior

ANÁLISIS DE LA EFICIENCIA ENERGÉTICA PARA UNA VIVIENDA

UVB - Viv. 50m² - Fachada Este - Tradicional.xlsx



1

1.1 Proyecto

Nombre:

Propietario:

Direcciòn:

Localidad:

Descripción: Vivienda tradicional de block hueco de concreto y cubierta con

vigueta de concreto preesforzado y bovedilla de poliestireno.

1.2 Croquis de Localización y Orientación

1.3 Planta Arquitectónica

1.4 Fachadas

DATOS GENERALES

Vivienda de 50.237m² Fachada Este

Urbi

Urbivilla del Cedro

Cd. Juárez, Chihuahua, México

NORTE

URBIVILLA DEL

CEDRO




Norte

Este

Sur

Oeste




2

2.1 Ubicación y Clima

Ciudad: Cd. Juárez, Chihuahua Precipitación promedio anual: Temp. Máx: 45.5 ⁰C

Latitud: 31⁰42'22" 242 mm Temp. Mín: -15 ⁰C

Longitud: 106⁰29'13" Peso específico del aire: Humedad Rel.: 46%

Altitud 1,120 msn 0.9174 kg/m³ Entalpía ext.: 31.6975 KJ/kg

2.2 Superficies de Construcción

Elemento Y Orientación Área (m²) Porcentajes

Suelo 50.2370 100.00%

Techo 50.2370 100.00%

Tragaluz y domo 0.0000 0.00% 125.275 m³

Fachada Norte 22.3500 100.00%

Ventana Norte 0.0000 0.00%

Fachada Este 14.3400 84.91%

Ventana Este 2.1640 15.09%

Fachada Sur 20.6000 100.00%

Ventana Sur 0.0000 0.00%

Fachada Oeste 14.3400 81.90%

Ventana Oeste 2.5960 18.10%

2.3 Temperaturas equivalentes promedio "te" (⁰C) Techo: 41

Temperatura interior (ti) 25 Tragaluz y domo: 322

Muro Norte: 28 Ventanas Norte: 25

Muro Este: 31 Ventanas Este: 26

Muro Sur: 29 Ventanas Sur: 27

Muro Oeste: 29 Ventanas Oeste: 27

2.4 Coeficientes de transferencia de calor "k" del edificio de referencia (W/m²K)

Techo 0.606 Ventana 5.319

Muro 0.606 Domo y Tragaluz 5.952

2.5 Factor de ganancia de calor solar "FG" (W/m²)

Domo y Tragaluz 322 Sur 131

Norte 70 Oeste 164

Este 159

2.6 Barrera de Vapor NO

2.7 Factor de corrección de sombreado exterior (SE)

1 2 3 4 5

Tipo de sombreado N.A.

L/W, L/H ó P/E N.A.

W/H ó W/E N.A.

Norte N.A.

Este/Oeste N.A.

Sur N.A.

VALORES PARA EL CALCULO DE LA GANANCIA DE CALOR A TRAVES DE LA ENVOLVENTE

Volúmen de Aire Interior:




3

3.1 Nombre de la Porción Muros

Número de porción No homogénea: 1

3.1.1 Descripción de la porción No homogénea: Muro de block con castillos integrales.

Componente de la envolvente: Pared

Area de la componente en m² (A): Alto= 1.00 m

Ancho= 1.60 m

A= 1.60 m²

Area de muro de block hueco: 1.20 m²

Fracción de la combinación (F1): 0.75

Area de muro con castillos integrales: 0.40 m²


3.1.2 Aislamiento térmico parcial:

Material Espesor (m)

Conductividad

térmica h o λ

(W/mK)

Aislante

térmico

(m²K/W)

Convección Exterior 1 13 0.0769

mortero cemento-arena 0.005 0.17 0.0294

Convección Interior 1 8.1 0.1235

Aislamiento Térmico parcial: Rparcial= 0.2298 m²K/W

3.1.3 Coeficiente Global de Transferencia de calor de la Porción 1

Material Fracción Grueso (m) g

Conductividad

térmica h o λ

(W/mK)g/λ

F1 Block hueco de concreto 0.75 0.12 1.11 0.1081

Σ (g/λ1) 0.1081 W/m²K

F1/[Rparcial + (g/λ)]= 2.2196 W/m²K

Porción Material Fracción Grueso (m) g

Conductividad

térmica h o λ

(W/mK)g/λ

F2 Castillos Integrales de concreto 0.25 0.12 2 0.0600

Σ (g/λ1) 0.0600 W/m²K


Aislamiento térmico de Muro R= 0.3244 m²K/W

Coeficiente global de transferencia de calor de Muro K= 3.0823 W/m²K

CALCULO DEL COEFICIENTE GLOBAL DE TRANSFERENCIA DE CALOR DE LAS PORCIONES DE LA ENVOLVENTE




3

3.3 Nombre de la Porción Losa de Azotea

Número de porción No homogénea: 2

3.3.1 Descripción de la porción No homogénea: Losa de viguetas de concreto armado y bovedillas concreto

aislado con placas de poliestireno

Componente de la envolvente: Techo

Area de la componente en m² (A): Largo= 1.40 m

Ancho= 1.00 m

A= 1.40 m²

Area de bovedillas de poliestireno 1.17 m²


Area de muro con castillos integrales: 0.23 m²




Conductividad

térmica h o λ

(W/mK)

Aislante

térmico

(m²K/W)


impermeabilizante asfáltico 0.003 0.17 0.0176

placas de poliestireno 1" 0.0254 0.0352 0.7216

Capa de compresión de concreto 0.05 1.74 0.0287


Aislamiento Térmico parcial: Rparcial= 0.9684 m²K/W

3.3.3 Coeficiente Global de Transferencia de calor de la Porción 3

Material Fracción Grueso (m) g

Conductividad

térmica h o λ

(W/mK)g/λ

F1 Bovedilla de concreto 0.84 0.12 1.11 0.1081

Σ (g/λ1) 0.1081 m²K/W


Porción Material Fracción Grueso (m) g

Conductividad

térmica h o λ

(W/mK)g/λ

F2 Viguetas de concreto armado 0.16 0.12 1.74 0.0690

Σ (g/λ2) 0.0690 m²K/W


Aislamiento térmico de Losa de azotea R= 1.0698 m²K/W

Coeficiente global de transferencia de calor de Losa de azotea K= 0.9347 W/m²K





3

3.4 Nombre de la Porción Ventanas

Número de porción homogénea: 3

3.4.1 Descripción de la porción homogénea: Ventanas de vidrio claro de 3mm de espesor

Componente de la envolvente: Pared



Conductividad

térmica h o λ

(W/mK)

Aislante

térmico

(m²K/W)


vidrio sencillo 0.003 1.16 0.0026


Aislamiento térmico de Ventanas M= 0.2030 m²K/W

Coeficiente global de transferencia de calor de Ventanas K= 4.9269 W/m²K





4

4.1 Edificio de referencia

4.1.1 Ganancia por conducción (partes opacas y transparentes)

Tipo y orientación de la porción

de la envolvente

Coeficiente

global de

transeferencia

de calor (k)

W/m²K

Area total del

edificio

proyectado (A)

m²

Fracción de la

componente

(F)

Temperatura

equivalente

(te) ⁰C

Temperatura

interior (t) ⁰C

Ganancia de

calor por

conducción

(W)

Techo 0.6060 1.00 41 25 487.0980

Tragaluz y domo 5.952 0.00 24 25 0.0000

Muro Norte 0.606 0.90 28 25 36.5691

Ventana Norte 5.319 1.00 25 25 0.0000

Muro Este 0.606 0.90 31 25 46.9262

Ventana Este 5.319 1.00 26 25 76.2745

Muro Sur 0.606 0.90 29 25 44.9410

Ventana Sur 5.319 1.00 27 25 219.1428

Muro Oeste 0.606 0.90 29 25 31.2841

Ventana Oeste 5.319 1.00 27 25 152.5489

Subtotal 1094.7845

4.1.2 Ganancia por radiación (partes transparentes)

Tipo y orientación de la porción

de la envolvente

Coeficiente de

sombreado

(CS)

Area total del

edificio

proyectado (A)

m²

Fracción de la

componente

(F)

Ganancia de

calor (FG)

W/m²

Ganancia de

calor por

radiación

Tragaluz y domo 0.85 50.237 0.00 322 0

Ventana Norte 1 22.35 0.10 70 156.45

Ventana Este 1 14.34 0.10 159 228.006

Ventana Sur 1 20.6 0.10 131 269.86

Ventana Oeste 1 14.34 0.10 164 235.176

Subtotal 889.492

14.34

20.6

14.34

CALCULO COMPARATIVO DE LA GANANCIA DE CALOR

50.237

22.35




4

4.2 Edificio proyectado

4.2.1 Ganancia por conducción (partes opacas y transparentes)

Tipo y orientación de la porción de

la envolvente

Número de la

porción

Valor

calculado (k)

W/m²K

Area total del

edificio

proyectado (A)

m²

Temperatura

equivalente

(te) ⁰C

Temperatura

interior (t) ⁰C

Ganancia de

calor por

conducción (W)

Techo 2 0.9347 50.2370 41.0000 25.0000 751.3272

Tragaluz y domo N.A. 0.0000 0.0000 322.0000 25.0000 0.0000

Muro Norte 1 3.0823 22.3500 28.0000 25.0000 206.6670

Ventana Norte 3 4.9269 0.0000 25.0000 25.0000 0.0000

Muro Este 1 3.0823 12.1760 31.0000 25.0000 225.1792

Ventana Este 3 4.9269 2.1640 26.0000 25.0000 10.6619

Muro Sur 1 3.0823 20.6000 29.0000 25.0000 253.9800

Ventana Sur 3 4.9269 0.0000 27.0000 25.0000 0.0000

Muro Oeste 1 3.0823 11.7440 29.0000 25.0000 144.7933

Ventana Oeste 3 4.9269 2.5960 27.0000 25.0000 25.5806

Subtotal 1618.1893

4.2.2 Ganancia por radiación (partes transparentes)

Tipo y orientación de la porción de

la envolventeMaterial

Coeficiente de

sombreado

(CS)

Area (A) m²

Ganancia de

calor (FG)

W/m²

Factor de

Sombreado

(SE)

Ganancia de

calor por

radiación (W)

Tragaluz y domo N.A. 0.85 0 322 1 0

Ventana Norte vidrio claro 1 0 70 1 0

Ventana Este vidrio claro 1 2.164 159 1 344.076

Ventana Sur vidrio claro 1 0 131 1 0

Ventana Oeste vidrio claro 1 2.596 164 1 425.744

Subtotal 769.8200

CALCULO COMPARATIVO DE LA GANANCIA DE CALOR




5

5.1 Presupuesto energético

Ganancia de

calor por

conducción

(W)

Ganancia de

calor por

radiación (W)

Ganancia total

de calor (W)

Referencia: φcr= 1094.7845 φsr= 889.492 φr= 1,984.28

Proyectado: φcp= 1618.1893 φsp= 769.8200 φp= 2,388.01

5.2 Cumplimiento de Eficiencia

CUMPLE φr > φp NO CUMPLE φr < φp

5.3 Conclusiones y/o Recomendaciones

El edificio Proyectado NO CUMPLE con la eficiencia energética

El ahorro de energía del edificio proyectado es de: -20%

EFICIENCIA ENERGÉTICA




6

6.1 Pérdidas por transmisión al suelo

Coeficiente de transmisión del sueloSuperficie del

Suelo

Temperatura

exterior (Te)

⁰C

Temperatura

interior (ti) ⁰Ckcal/hr Watts

1.4 50.237 45.5 25 1441.802 1674.076

6.2 Pérdidas por infiltración de aire

Volúmen de aire a renovar por hora

(m³)

Peso

especifico del

aire (kg/m³)

Entalpía

exterior

Entalpía

interiorkcal/hr Watts

125.275 0.9174 31.6975 11.5 2321.244 2695.196

6.3 Ganancia de calor por conducción en la envolvente

1618.189 Watts

6.4 Ganancia de calor por radiación por ventanas

769.820 Watts

6.5 Ganancia de calor por ocupación de personas

Número de

personas

Calor emitido

por una

persona

kcal/hr Watts

4 120 480.000 557.328


cantidad potencia (W) kcal/hr Watts

6 100 516.751 600.00

1 400 344.501 400.00

1 250 215.313 250.00

1 250 215.313 250.00

1291.878 1,500.00

6.7 Carga total de Frigorías requeridas

Watts BTU/hr

8,814.61 30,076.33

6.8 Equipo de aire acondicionado requerido

CALCULO DE AIRE ACONDICIONADO

Frigorías requeridas




Equipo de 36,000 BTU/hr

Equipo

focos incandescentes

refrigerador

televisión

computadora




7

6.1 Pérdidas de calor

Porción de la envolvente Superficie (m²) K (W) ΔTFactor de

Seguridad

Cargas

parciales (W)

Techo 50.24 0.93 37.00 1.00 1,737.44

Tragaluz y domo - - 37.00 1.00 -

Muro Norte 22.35 3.08 37.00 1.15 2,931.23

Ventana Norte - 4.93 37.00 1.15 -

Muro Este 12.18 3.08 37.00 1.10 1,527.47

Ventana Este 2.16 4.93 37.00 1.10 433.94

Muro Sur 20.60 3.08 37.00 1.00 2,349.32

Ventana Sur - 4.93 37.00 1.00 -

Muro Oeste 11.74 3.08 37.00 1.05 1,406.30

Ventana Oeste 2.60 4.93 37.00 1.05 496.90

Suelo 50.24 1.40 25.00 1.00 1,758.30

TOTAL 12,640.89 W

6.2 Ganancias de calor

6.2.1 Ganancia de calor por ocupación de personas

Número de

personas

Calor emitido

por una

persona

(Kcal/h)

kcal/hr Watts

1 120 120.000 139.332


cantidad potencia (W) kcal/hr Watts

1 400 344.501 400.00

1 250 215.313 250.00

559.814 650.00

TOTAL 789.33 W

6.3 Flujo de Calor necesario para confort interior

Watts BTU/hr

Temperatura de confort deseada: 22 ⁰C 11,851.56 40,438.72

71.6 ⁰F

televisión ó computadora

CALCULO DE CALEFACCIÓN

Calorías ganadas

Calorías ganadas

Equipo

refrigerador

UVB - Viv. 50m² - Fachada Este - Tradicional.xlsx 11

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Eficiencia energética de una vivienda