Deutsche Gesellschaft für Internationale Zusammenarbeit (GIZ) GmbH Marco Villalobos marco.villalobos@gmx.com Junio 2013

Contenido Conocimientos generales Normatividad mexicana Transferencia de calor Conductividad Térmica Resistencia Térmica Conductancia Térmica Normatividad mexicana Coeficiente global de transferencia de calor Ejemplo de cálculo

Conocimientos generales ¿Qué es el calor? Es la energía que se traspasa de un sistema a otro o de un cuerpo a otro. Los cuerpos no tienen calor, tienen energía interna. Cuando una parte de esta energía se transfiere de un sistema o cuerpo hacia otro que se halla a distinta temperatura, se habla de calor (¿Por cuánto tiempo?) ¿Qué es temperatura? Es la medida de esa energía interna. Está relacionada con la energía cinética de las partículas del sistema o cuerpo. A mayor energía mayor temperatura, es decir, más caliente. (¿Qué es el frío?) ¿Qué es el calor? ¿Qué es el frío? ¿Qué es temperatura? (ºC, K) La temperatura se mide en grados Celsius (ºC) O en Kelvins (K)

Conocimientos generales Transferencia de calor La transferencia de calor es el paso de energía térmica desde un cuerpo de mayor temperatura a otro de menor temperatura Cuando un cuerpo está a una temperatura diferente de la de su entorno u otro cuerpo, la transferencia de calor ocurre de tal manera que el cuerpo y su entorno alcancen equilibrio térmico ¿Qué es el calor? ¿Qué es el frío? ¿Qué es temperatura? (ºC, K)

Conocimientos generales Transferencia de calor La transferencia de calor siempre ocurre desde un cuerpo más caliente a uno menos caliente. Cuando existe una diferencia de temperatura entre dos objetos en proximidad uno del otro, la transferencia de calor no puede ser detenida; sólo puede hacerse más lenta. (Aislamiento térmico)

Conocimientos generales Transferencia de calor El calor puede ser transmitido de tres formas distintas: por conducción, por convección o por radiación.

Conocimientos generales Transferencia de calor Conducción térmica: se produce por contacto entre dos o más cuerpos debido al contacto directo entre las partículas individuales de los cuerpos que están a diferentes temperaturas. ¿Ejemplos? ¿Qué es el calor? ¿Qué es el frío? ¿Qué es temperatura? (ºC, K)

Conocimientos generales Transferencia de calor Convección térmica: sólo se produce en fluidos (líquidos o gases), ya que implica movimiento de volúmenes de fluido de regiones que están a una temperatura, a regiones que están a otra temperatura. El transporte de calor está inseparablemente ligado al movimiento del propio medio. (Natural y Forzada) ¿Ejemplos?

Conocimientos generales Transferencia de calor Radiación térmica: es el proceso por el cual se transmite el calor a través de ondas electromagnéticas. No requiere de un medio de propagación. ¿Ejemplos?

Conocimientos generales Conducción Convección Radiación

Conocimientos generales Conductividad térmica (λ) Es una propiedad física de los materiales que mide la capacidad de conducción de calor ¿Cuáles son los materiales homogéneos y cuáles los heterogéneos?

Conocimientos generales Conductividad térmica (λ) Es una propiedad física de los materiales que mide la capacidad de conducción de calor En el Sistema Internacional de Unidades la conductividad térmica se mide en W/(K·m). Su magnitud inversa es la resistividad ¿Cuáles son los materiales homogéneos y cuáles los heterogéneos?

Conocimientos generales Resistencia térmica La resistencia térmica de un material representa la capacidad del material de oponerse al flujo del calor En el Sistema Internacional de Unidades (SI) se expresa en m²K/W (metro cuadrado kelvin por watt)

Conocimientos generales Resistencia térmica (R) En el caso de materiales homogéneos es la razón entre el espesor y la conductividad térmica del material; En materiales heterogéneos la resistencia es el inverso de la conductancia térmica. ¿Cuáles son los materiales homogéneos y cuáles los heterogéneos?

Conocimientos generales Capas no homogéneas ¿Cuáles son los materiales homogéneos y cuáles los heterogéneos? Capas homogéneas

Resumen de conceptos térmicos Inverso Característica Conductividad (λ) Resistencia Se mide en laboratorio: tiempo y superficies unitarios, para un espesor no necesariamente unitario Coeficiente global de transferencia de calor (K) Aislamiento térmico total (M)* Se calcula de superficie a superficie *En la NMX-460-C-ONNCCE-2009 se refieren a este valor como Valor R

Conocimientos generales Aislamiento térmico Decimos que un material es un aislante térmico cuando posee cierta capacidad para oponerse al paso del calor por conducción a través de él por conducción. Todos los materiales oponen resistencia, en mayor o menor medida, al paso del calor a través de ellos. Algunos, muy escasa, como los metales, por lo que se dice de ellos que son buenos conductores; los materiales de construcción (yesos, ladrillos, morteros) tienen, típicamente, una resistencia térmica media. Aquellos materiales que ofrecen una resistencia alta, se llaman aislantes térmicos específicos o, más sencillamente, aislantes térmicos. ¿Cuáles son los materiales homogéneos y cuáles los heterogéneos?

Conocimientos generales Aislamiento térmico Todos los productos que se ofrezcan con propiedades de aislante térmico para techos, plafones y muros de las edificaciones, producidos y comercializados con ese fin deben mostrar el certificado de cumplimiento con la norma oficial mexicana NOM-018-ENER-2011 ¿Cuáles son los materiales homogéneos y cuáles los heterogéneos?

Normatividad Mexicana Normas de EE relacionadas con la envolvente de edificios: NOM-018-ENER-1997 (actualmente NOM-018-ENER-2011) NOM-008-ENER-2001 NMX-C-460-ONNCCE-2009 NOM-020-ENER-2011 ¿Cuáles son los materiales homogéneos y cuáles los heterogéneos?

Normatividad Mexicana NOM-018-ENER-1996 (actualmente NOM-018-ENER-2011) “Aislantes térmicos para edificaciones. Características y métodos de prueba” Que obliga a todo producto que se ostente como aislante térmico para edificaciones a certificar sus propiedades principales. NOM-008-ENER-2001 “Eficiencia energética en edificaciones; envolvente de edificios no residenciales” Cuyo objetivo es limitar la ganancia de calor de las edificaciones para uso no residencial a través de su envolvente, con objeto de racionalizar el uso de la energía en los sistemas de enfriamiento. ¿Cuáles son los materiales homogéneos y cuáles los heterogéneos?

Normatividad Mexicana NMX-C-460-ONNCCE-2009 “Industria de la construcción – Aislamiento térmico – Valor “R” para las envolventes de vivienda por zona térmica para la República Mexicana – Especificaciones y verificación” Establece los valores de resistencia térmica total (Valor “R”) para techos, muros y entrepisos ventilados, de acuerdo a la zona térmica en donde se localice la vivienda. NOM-020-ENER-2011 “Eficiencia energética en edificaciones; envolvente de edificios para uso habitacional” Cuyo objetivo es limitar la ganancia de calor de las edificaciones para uso habitacional a través de su envolvente, con objeto de racionalizar el uso de la energía en los sistemas de enfriamiento. ¿Cuáles son los materiales homogéneos y cuáles los heterogéneos?

Coeficiente global de transferencia de calor. – NOM-020-ENER-2011 Objetivo: Limitar la ganancia de calor de los edificios para uso habitacional a través de su envolvente, tanto por conducción (a través de muros y losas) como por radiación (a través de ventanas). Mejorar el diseño térmico de edificios para uso habitacional Repercute en la demanda pico del sistema eléctrico Busca el ahorro de energía eléctrica por la disminución de la capacidad de los equipos de enfriamiento ¿Cuáles son los materiales homogéneos y cuáles los heterogéneos?

NOM-020-ENER-2011 ¿Cuáles son los materiales homogéneos y cuáles los heterogéneos?

NOM-020-ENER-2011 ¿Cuáles son los materiales homogéneos y cuáles los heterogéneos?

NOM-020-ENER-2011 – Etiquetado ¿Cuáles son los materiales homogéneos y cuáles los heterogéneos?

NOM-020-ENER-2011 El cálculo del presupuesto energético de la NOM-020-ENER-2011 sigue 5 pasos: Datos generales (Edificio proyectado) Valores para el cálculo de ganancia de calor a través de la envolvente (Apéndice A) Cálculo del coeficiente global de transferencia de calor de las porciones de la envolvente (Apéndice D) Cálculo comparativo de la ganancia de calor Resumen del cálculo ¿Cuáles son los materiales homogéneos y cuáles los heterogéneos?

NOM-020-ENER-2011 – Edificio de Referencia Se construye hipotéticamente a partir del edificio proyectado y conserva: Misma orientación Mismas condiciones de colindancia Mismas condiciones de planta y Elevación Posee además las siguientes especificaciones: Ubicado sobre el suelo, sin tragaluz, y considera 10% de las áreas de ventanas. Todos los valores del Edificio de Referencia están dados en la NOM-020 (Tabla 1, Apéndice A) ¿Cuáles son los materiales homogéneos y cuáles los heterogéneos?

NOM-020-ENER-2011 – Edificio Proyectado Todos los valores del Edificio Proyectado son los datos reales. Se trata de encontrar la adecuada combinación de materiales homogéneos o no homogéneos (conducción). Y la adecuada orientación y/o soluciones de sombreado (radiación). ¿Cuáles son los materiales homogéneos y cuáles los heterogéneos?

NOM-020-ENER-2011 – Orientación ¿Cuáles son los materiales homogéneos y cuáles los heterogéneos?

¡Muchas gracias por su atención! Marco Villalobos marco.villalobos@gmx.com