04CondInteriores.pdf

APLICACION

Tema 2ª. Intercambio de calor del cuerpo humano.•Formas de intercambio de calor entre la persona y su entorno •Reacciones del cuerpo humano ante desequilibrios energéticos energéticos •Expresiones matemáticas matemáticas a aplicar a los diferentes tipos de intercambio térmico •Balance de energía en el cuerpo humano •Diferencia entre recintos abiertos y cerrados

4.00

ITE 02.2.1 Bienestar térmico térmico El ambiente térmico se define por aquellas características que condicionan los intercambios térmicos del cuerpo humano con el ambiente, en función de la actividad de la persona y del aislamiento térmico de su vestimenta, que afectan a la sensación de bienestar de los ocupantes. Estas características son la temperatura del aire, la temperatura radiante media del recinto, la velocidad media del aire en la zona ocupada y, por último, la presión parcial del vapor de agua o la humedad relativa. UNE-EN ISO 7730

Condiciones interiores de diseño Estación Verano Invierno

Temp.Operativa 23 a 25ºC 20 a 23 ºC

Velocidad aire

Hum.relativa

0,18 a 0,24 m/s 0,15 a 0,20 m/s

40 a 60% 40 a 60%

En la zona ocupada El proyectista proyectista podrá variar las condicione condicioness arriba indicadas dependiendo del uso de los locales

Distancia a la superficie Pared exterior con ventanas o puertas Pared exterior sin ventanas ni puertas Pared interior Suelo Inferior Superior Sentado De pie

1m 0,5 m 0,5 m 0,1 m 1,3 m 2m

ITE 02.2.1 Bienestar térmico térmico El ambiente térmico se define por aquellas características que condicionan los intercambios térmicos del cuerpo humano con el ambiente, en función de la actividad de la persona y del aislamiento térmico de su vestimenta, que afectan a la sensación de bienestar de los ocupantes. Estas características son la temperatura del aire, la temperatura radiante media del recinto, la velocidad media del aire en la zona ocupada y, por último, la presión parcial del vapor de agua o la humedad relativa. UNE-EN ISO 7730

Condiciones interiores de diseño Estación Verano Invierno

Temp.Operativa 23 a 25ºC 20 a 23 ºC

Velocidad aire

Hum.relativa

0,18 a 0,24 m/s 0,15 a 0,20 m/s

40 a 60% 40 a 60%

En la zona ocupada El proyectista proyectista podrá variar las condicione condicioness arriba indicadas dependiendo del uso de los locales

Distancia a la superficie Pared exterior con ventanas o puertas Pared exterior sin ventanas ni puertas Pared interior Suelo Inferior Superior Sentado De pie

1m 0,5 m 0,5 m 0,1 m 1,3 m 2m

Zona de confort Verano v=0,15 m/s α=0,65 Iclo=0,5 Act. Sedentaria Recinto cerrado T.paredes=T.aire

Invierno v=0,15 m/s α=0,8 Iclo=1 Act. Sedentaria Recinto cerrado T.paredes=T.aire

ITE 02.2.1

ASHRAE

El cuerpo humano Máquina térmica de combustión lenta de alimentos Actividades voluntarias (movimiento, esfuerzo físico,...) Actividades involuntarias (respiración, circulación sangre,...) Hombre standard

Temperatura interna 37 ºC 70 kg. de peso 1,73 m. de altura

Ades=1,83m2

Mujer standard


Ades=1,62m2

Niño standard


Ades=0,79m2

Ades

0 , 425 ( Altura )0,725 ) = 0,202(Peso

Balance energético general

∆ E = M N + Q piel + Qresp ∆t

Metabolismo

M = 352 [0,23 R + 0,77]V O 2

M calor generado en W (Metabolismo mujer 85% Metabolismo niño 75%) VO2 caudal de oxígeno 0ºC y 101 kPa (litros/minuto) (entre 0,5 y 2) R relación entre el caudal de CO 2 exhalado y el caudal de O 2 inhalado (entre 0,7 y 1, siendo el valor para adulto medio y actividad ligera de 0,83)

1 Met = 58,2 W / m 2

ANSI/ASHRAE 55-1992 prENV 1752 ISO 8996

Tabla generada para : 50% Hombres 50% Mujeres Temp. seca 24ºC

Actividad metabólica : 100% Hombres 85% Mujeres 75% Niños

ACTIVIDAD Sensible(W) Durmiendo 50 Tumbado 55 Sentado, sin trabajar 65 De pie, relajado 75 Paseando 75 Andando a 1,6 km/h 50 a 3,2 km/h 80 a 4,8 km/h 110 a 6,4 km/h 150 Bailando modradamente 90 Atleta en gimnasio (hombres) 210 Deporte de equipo masculino 290 Trabajos Muy ligero, sentado 70 Moderado (en oficinas) 75 Sedentario (restaurante, incl.comida) 80 Ligero de pie (tiendas) 70 Medio de pie (trabo doméstico) 80 Manual 80 Ligero fábricas (sólo hombres) 110 Pesado fábricas (sólo hombres9 170 Muy pesado (sólo hombres) 185

Latente(W) 25 30 35 55 70 110 130 180 270 160 315 430 45 55 80 90 120 140 185 255 285

Total (W) 75 85 100 130 145 160 210 290 420 250 525 720 115 130 160 160 200 220 295 425 470

Met 0,76 0,86 1,0 1,3 1,5 1,6 2,1 2,9 4,2 2,5 5,0 6,9 1,2 1,3 -1,6 2,0 2,1 2,8 4,0 4,5

Formas de intercambio de calor Radiación λ corta (Q rad

corta )

Respiración latente (Q resp lat) Respiración sensible (Q resp sen)

Convección (Q conv ) Radiación λ larga (Q rad Difusión de vapor (Q dif lat )

Porcentajes standard RADIACION 32%

Conducción (Q cond ) DIFUSION 11%

Distribuci ó pica de ó n tí pé rdidas calor del cuerpo humano sentado en reposo en un recinto cerrado.

larga )

Ts=25ºC φ=50% Tpared=25ºC

RESPIRACION 17% CONVECCION 32%

CONDUCCION 8%

Intercambio de calor del cuerpo humano Radiación longitud de onda corta ( < 3 m) Recinto abierto Sensible

Qrad λ corta

  = α λ ↓  Asoleada I D + Arad I d +  ρ iλ ↓ Ai F i − p I Ti  sup . adyac .  

Asoleada=Area del cuerpo al sol (m2) Arad=Area superficie persona que intercambia calor por radiación con otras superficies. ID=Radiación directa sobre el cuerpo (W/m 2) Id= Radiación difusa (W/m2) IT=Radiación total (W/m2)

Asoleada Arad

= F sol Arad

= 0,71 Asuper

El calor absorbido se puede aproximar como : Q rad λ corta

  0 ,042 1, 258 = α λ ↓ 0 , 71 Asuper  I TH + 1,3  1,3 

N

= I

TVi

i 1

N

    

Intercambio de calor del cuerpo humano Radiación longitud de onda larga ( > 3 m) Sensible

Qrad .λ larga

Recinto abierto

= α λ ↑ 0,71 Asuper σ F p −c (T c + 273,15)4 − (T super + 273,15)4 +

+ α λ ↑ 0,71 Asuper σ F p −res [(T res + 273,15)4 − (T super + 273,15)4 ] Tc=Temp. Cielo (considerado sup. Negra) Tres=Temp. Resto superficies (paredes) Fp-c =Factor de forma persona cielo Fp-res=Factor de forma persona resto super.

= T s − 6º C F p − c = 0,5 F p − res = 1 − F p −c

T c

σ = 5,6697 10 −8W / m 2 K 4

Recinto cerrado Qrad .λ larga

Una única superficie

= α λ ↑ 0,71 Asuper σ (T res + 273,15)4 − (T super + 273,15)4

Intercambio de calor del cuerpo humano Radiación longitud de onda larga ( > 3 m) Sensible

Qrad .λ larga

= σ

Recinto cerrado

Dos superficies. Una plana

(T res + 273,15)4 − (T super + 273,15)4 R p − res

(T + 273,15) − (T 4

+ σ

srp

super

+ 273,15)4

R p − srp

Asrp=Area de la superf. radiante plana (calefactor m 2) Tres=Temp. Resto superficies (paredes ºC) Tsrp=Temp. de la superf. radiante plana (calefactor ºC) Fp-srp =Factor de forma persona superf. radiante plana. αλ↑per =Coef. absorción ropa persona. αλ↑per = Coef. absorción superf. radiante plana

R p − srp R p − res

= R I + R II +

=

R II

=

R III

=

R I R II

= R I + R III +

R III

1 − α λ ↑ per

R I

Arad α λ ↑ per

R I R III R II

1 − α λ ↑ srp Asrpα λ ↑ srp

+ +

− Arad F p − srp Arad ( Asrp − Arad F p2− srp ) Asrp

Arad (1 − F p − srp ) Arad ( Asrp − Arad F p − srp )

Arad (1 − F p − srp ) Arad ( Asrp

− Arad F p2− srp )

2

Intercambio de calor del cuerpo humano Conducción Sensible

Q cond

= A pies

λ pies esp

− T piel )

(T suelo

Intercambio de calor del cuerpo humano Convección Sensible

Q conv

= Asuper hc (T s − T super )

 hc = max  9 v 

;

 M N − 0 ,85  5, 7   110 

v= velocidad del aire (m/s) hc= coeficiente de convección (W/m 2ºC)

0 , 39

  

Intercambio de calor del cuerpo humano Respiración Sensible

Latente

=

Q resp.sen

V ve

Cp ah (T s

Q resp.lat

− T resp )

=

V ve

Cf T resp (W

− W exh )

Teniendo en cuenta V

=

M N

106

W − W exh

0 , 23 10 − 6

=

0 , 622 100000

Respiración proporcional a actividad.

( Pv

− Pv exh )

resulta

Relaciones aire húmedo

Sensible

Q resp.sen

= 0 .00219 M N (T s − T resp )

Latente

Q resp .lat

= 32 . 31 M N ( Pv − Pv exh )10 − 6

V= caudal de aire inhalado (m 3 /s) ve= volumen específico ∼ 0,85 m3 /kg as Cpah= calor específico ∼ 1018 J/kg as ºC Cf Tresp= calor cambio estado a Tresp ∼ 2418000 J/kg Wexh= humedad específica del aire exhalado (kg/kg as)

Intercambio de calor del cuerpo humano Transpiración Latente

Q dif .lat

= A piel B ( Pv − Pv s , piel ) Ep r Ep p Cf T

piel

siendo B

=

0 , 622 100000

h D

=

0 ,622

hc

100000 Le Cp ah

B= coeficiente traspaso de masa (kg/sPa m2) Epr= eficiencia de permeación de la ropa. (desnudo Epr=1. Impermeabilizado Epr=0) Epp= eficiencia de permeación de la piel. (sin sudor Epp=0,06. Sudando completamente Ep p=1) Cf Tpiel= calor cambio estado a Tresp ∼ 2418000 J/kg Cpah= calor específico ∼ 1018 J/kg as ºC Le = nº de Lewis ∼ 0,92 hD= coeficiente traspaso de masa (kg/s kg/kgas m2) hc= coeficiente de convección (W/m 2ºC)

Q dif .lat

= 0 ,016 A piel hc ( Pv − Pv s , piel ) Ep r Ep p

Vestimenta Balance de energía en la ropa Qcond ropa

= Asuper

T super − T piel Rtérmica ropa

= Qconv + Qrad λ corta + Qrad ad la 



La resistencia térmica de la ropa se mide en “clo” 1 clo = 0,155 m 2 º C / W

Luego Asuper

T super − T piel

0,155 I clo

= Qconv + Qrad λ corta + Qrad ad la 



La superficie del cuerpo vestido es mayor en función aproximada de la cantidad de ropa y esta lo será a su vez de su resistencia térmica o valor de I clo Asuper = (1 + 0,25 I clo ) Ades

Vestimenta

Se mide en “clo” 1 clo = 0,155 m 2 º C / W

Iclo efectivo I clo

= 0,524

Permeabilidad ropa standard



I clo ropa

Epr =

+ 0,056

vestidos Ropa interior camiseta sin mangas camiseta con manga corta camiseta manga larga slips calzoncillos largos Torso camisa fina manga corta camisa fina manga larga camisa gruesa manga corta camisa gruesa manga larga chaleco fino chaleco grueso pantalones finos pantalones gruesos sueter fino sueter grueso chaqueta fina chaqueta gruesa Calzado calcetines cortos calcetines largos zapatos sandalias zapatos mocasines zapatos botas

HOMBRE

1 1 + 0,344 hc I clo

MUJER 0,06 0,09 0,35 0,05 0,35

sujetador medio slips slips entero camiseta manga larga pololos

0,05 0,13 0,19 0,35 0,35

0,15 0,22 0,25 0,29 0,15 0,29 0,26 0,32 0,20 0,37 0,22 0,49

blusa fina blusa gruesa vestido fino vestido grueso falda fina falda gruesa pantalones finos pantalones gruesos suéter fino suéter grueso chaqueta fina chaqueta gruesa

0,20 0,29 0,22 0,70 0,10 0,22 0,26 0,44 0,17 0,37 0,17 0,37

0,04 0,10 0,02 0,04 0,08

medias pantys zapatos sandalias zapatos mocasines zapatos botas

0,01 0,01 0,02 0,04 0,08

Valores standard de Iclo efectivo : General : 0,5 verano 1 invierno Hospitales : 0,4 verano 0,8 invierno

Sprague and Mundson 1974 Ver ASHRAE HANDBOOK 1995

CALOR CUERPO HUMANO. BALANCE ENERGIA.

Procedimiento a seguir para calificar ambientes 1º Determinación temperatura resultante seca (Trs) 2º Determinación temperatura piel (Tpiel) 3º Determinación temperatura superficial ropa (T super) 3º Obtener diferentes calores intercambiados (Qrad λ corta Qrad λλ larga Qcond Qconv Qresp 4º Realizar balance para obtener (Qdif ) Qdif = MN+ Qrad λλ corta - Qrad λλ larga - Qcond -Qconv- Qresp 5º Obtener permeación de la piel Epp Ep p

=

Q dif Ades 0 , 016 hc ( Pv

− Pv sat , piel ) Ep r

Calificación de ambientes 0,02
Tpiel < 29ºC  Enfriamiento corporal 29ºC< Tpiel < 31,5ºC  Sensación frío 31,5ºC< Tpiel < 33,5ºC  Agradable 33,5ºC< Tpiel < 36ºC  Sensación calor 36ºC< Tpiel  Sensación muy caliente

Temperatura de la piel. Recinto abiertos Temperatura de la piel

T piel

(estimaciones empíricas en el rango : 0,6
= 25 .8 + 0 . 267 T rs

Trs=Temp. Resultante seca ºC

Temperatura resultante seca o Temperatura operativa (Trs) Temperatura que debiera llevar el aire y las paredes para que se intercambie el mismo flujo de calor sensible que en la actual situación N   I  TV   0,042 1,258 i =1 + Asuper hc(T s − T super ) + α λ ↓ 0,71 Asuper  I TH + 1,3 N   1,3   i

+ α λ ↑ 0,71 Asuper σ F p −c [(T c + 273,15)4 − (T super + 273,15)4 ]+ + α λ ↑ 0,71 Asuper σ F p − res [(T res + 273,15)4 − (T super + 273,15)4 ] = = Asuper hc(T rs − T super ) + α λ ↑ 0,71 Asuper σ [(T rs + 273,15)4 − (T super + 273,15)4 ]

Temperatura superficial de la ropa. Recinto abiertos Se obtiene mediante el balance de energía en la ropa

Temperatura superficial T super

Asuper

T super − T piel

0,155 I clo

= Asuper hc(T s − T super ) +

N   I  TV   0,042 1,258 i =1 + + α λ ↓ 0,71 Asuper  I TH + 1,3 N   1,3   i

+ α λ ↑ 0,71 Asuper σ F p −c [(T c + 273,15)4 − (T super + 273,15)4 ]+ + α λ ↑ 0,71 Asuper σ F p − res [(T res + 273,15)4 − (T super + 273,15)4 ]

Eficiencia permeación de la piel. Recinto abiertos Se obtiene mediante el establecimiento del balance global de energía y haciendo ∆E/ ∆Et=0.

  0 . 042 0 .042 I TH ∆ E / ∆ t = 0 = M N + α λ ↓ 0 .71 Asuper  1 .3  1 .3 

N

=



I TVi 

i 1

N

+  

+ α λ ↑ 0 .71 Asuper σ F p ,c (T c + 273 .15 ) 4 − (T super + 273 .15 ) 4 + + α λ ↑ 0 .71 Asuper σ F p , res (T res + 273 .15 ) 4 − (T super + 273 .15 ) 4 + + A pies

λ pies esp

(T suelo

− T piel ) − Asuper hc (T s − T super ) +

+ 0 .00219 M N (T s − T resp ) + 32 . 31 M N ( Pv − Pv exh )10 − 6 +

+

Asuper

1 + 0 . 25 I clo

0 . 16 hc ( Pv

− Pv s , piel )

Se determina Epp

1 1 + 0 . 344 I clo

Ep p

Ejemplo recinto abierto Hombre adutlo de pie sin actividad ( M = 139W ) Radiación incidente ( ya ponderada) = 326 W / m 2

= 0,3  = 29,2º C

I clo T s

= 1m / s T h = 22,5º C  φ = 56,5%

vaire

Pv = 2289,6 Pa

Hombre standard Ropa color claro (α λ ↓ Qcond .

= 0,75; α λ ↑ = 0,75)

= 43,01º C T piel = 37,28º C T super = 41,55º C Ep p = 0,281 T rs

= 2,7W ( pérdidas)

Ganancias caloríficas

Pérdidas caloríficas

Metabolismo 139

Conv. -219 Resp. sen -2,1 Cond. -2,7 Resp. lat -16,4

Rad. corta 342

Dif. lat. -154,6

Rad. larga -85,8

Temperatura de la piel. Recinto cerrado Temperatura de la piel

T piel

(estimaciones empíricas en el rango : 0,6
= 25 .8 + 0 . 267 T rs

Temperatura resultante seca o Temperatura operativa Temperatura que debiera llevar el aire y las paredes para que se intercambie el mismo flujo de calor sensible que en la actual situación (recintos cerrados)

Asuper hc(T s

− T super ) + α λ ↑ 0,71 Asuper σ [(T rm + 273,15)4 − (T super + 273,15)4 ] =

= Asuper hc(T rs − T super ) + α λ ↑ 0,71 Asuper σ [(T rs + 273,15)4 − (T super + 273,15)4 ] En donde estimando un coeficiente equivalente de radiación : hr = α λ ↑ 0,71σ (T rs

+ 273,15)2 + (T super + 273,15)2 [(T rs + 273,15) + (T super + 273,15)] ≈ 2,846W / m 2 º C

Y sustituyendo el coeficiente de convección en función de la velocidad : hc = 9 v Resulta finalmente :

Temperatura radiante media

T rm

=4

T rs

= 4

F i T ci

+ 1+

T rm

10 v T s 10 v

Temperatura superficial de la ropa. Recinto cerrado Se obtiene mediante el balance de energía en la ropa

Temperatura superficial T

Asuper

T super − T piel

0,155 I clo

super


+ α λ ↑ 0,71 Asuper σ [(T rm + 273,15)4 − (T super + 273,15)4 ]

Eficiencia permeación de la piel. Recinto cerrado Se obtiene mediante el establecimiento del balance global de energía y haciendo ∆E/ ∆Et=0.

∆ E = M N + α λ ↑ 0,71 Asuper σ [(T res + 273,15)4 − (T super + 273,15)4 ]+ ∆t + A pies

λ pies esp

(T − T ) + A suelo

piel

hc(T s

super

− T super ) +

+ 0,00219 M N (T s − T resp ) + 32,31 M N (Pv − Pvexh )10 −6 + +

Asuper

1 + 0,25 I clo

0,016hc (Pv − Pvs , piel )

Se determina Epp

1 1 + 0,344hcI clo

Ep p

Recinto cerrado Hombre adulto sentado sin actividad ( M = 115W )

= 0,3  vaire = 0,1m / s T res = 25º C ( paredes) T s = 25º C φ = 50% 

I clo

Pv = 1640,7 Pa


= 0,75; α λ ↑ = 0,75)

( pérdidas ) = 9W

= 25º C T piel = 32,47º C T super = 30,75º C Ep p = 0,071 T rs



Rad. larga -37,3

Metabolismo 115 Conv. -34,2

Resp. sen -2,8 Cond. -9 Dif. lat. -15,5

Resp. lat -16,2

Temperatura de la piel. Recinto cerrado con superficie radiante plana (estimaciones empíricas en el rango : 0,6
Temperatura de la piel

T piel

= 25 .8 + 0 . 267 T rs

Temperatura resultante seca o Temperatura operativa Temperatura que debiera llevar el aire y las paredes para que se intercambie el mismo flujo de calor sensible que en la actual situación (recintos cerrados) Asuper hc(T s

− T super ) +

(T res + 273,15)4 − (T super + 273,15)4

+ σ

R p − res

(T + 273,15)4 − (T srp

super

+ 273,15)4

R p − srp

= Asuper hc(T rs − T super ) + α λ ↑ 0,71 Asuper σ [(T rs + 273,15)4 − (T super + 273,15)4 ] De forma aproximada se mantiene la misma forma práctica de determinar la temperatura resultante seca, que en el caso de existir una única superficie, pero ponderando la temperatura radiante media) :

T rs

Temperatura radiante media

T rm

=4

4

F i T ci

=

+ 1+

T rm

10 v T s 10 v

=

Temperatura superficial de la ropa. Recinto cerrado con superficie radiante plana Se obtiene mediante el balance de energía en la ropa

Temperatura superficial T

Asuper

+ σ

T super − T piel

0,155 I clo

[(T

res

super


+ 273,15)4 − (T super + 273,15)4 ] R p − res

+ σ

[(T

srp

+ 273,15)4 − (T super + 273,15)4 ] R p − srp

Eficiencia permeación de la piel. Recinto cerrado con superficie radiante plana Se obtiene mediante el establecimiento del balance global de energía y haciendo ∆E/ ∆Et=0.

∆ E = M N ∆t

[ (T +

4 4 ( ) ] ) + − + 273 , 15 273 , 15 T res super

R p − res

[ (T + σ

4 4 ] ) ( ) + − + 273 , 15 273 , 15 T srp super

+ A pies

R p − srp

λ pies esp

(T − T ) + A suelo

piel

hc (T s

super

+

+

− T super ) +


Asuper

1 + 0,25 I clo

1 0,016hc(Pv − Pvs , piel ) Ep p 1 + 0,344hcI clo

Se determina Epp

Recinto cerrado con superficie radiante plana Hombre adulto sentado sin actividad ( M = 115W )

= 0,3  vaire = 0,1m / s T res = 25º C ( paredes) T srp = 50º C Asrp = 10m 2 F p − srp = 0,3 α srp = 0,8 T s = 25º C φ = 50%  Pv = 1640,7 Pa

I clo


= 0,75; α λ ↑ = 0,75)

= 9W ( pérdidas)




Metabolismo 115

Conv. -43

Dif. lat. -38,6 Resp. sen -2,8 Cond. -10,1 Rad. larga 31,5

Rad. larga -35,9

Resp. lat -16,2

Indices ambientales. Temperatura resultante seca o temperatura operativa. Ya estudiada.

Temperatura efectiva. Igual transferencia de calor que un aire que tenga un 50% de humedad relativa, igual temperatura que las paredes, y el aire circulando a 0,2 m/s (Para recinto cerrado)

α λ ↑ 0,71 Asuper σ (T res + 273,15) − (T super + 273,15) + Asuper hc(T s − T super ) + 4

4


Asuper

1 + 0,25 I clo

1 0,016hc(Pv − Pvs , piel ) Ep p 1 + 0,344hcI clo

=

= α λ ↑ 0,71 Asuper σ [(T e + 273,15)4 − (T super + 273,15)4 ]+ Asuper hc(T e − T super ) + + 0,00219 M N (T e − T resp ) + 32,31 M N (Pv'− Pvexh )10 −6 + +

Asuper

1 + 0,25 I clo

1 0,016hc(Pv'− Pvs , piel ) Ep p 1 + 0,344hcI clo

De forma aproximada

T e

= T rs + Ep p Epr (Pv − 0,5PvsTe )

Pv =Presión vapor en el aire (kPa) PvsTe =Presión vapor saturado a Temp. Efectiva (kPa)

Condiciones de confort.

Pared exterior sin ventanas.. 50 cm.

Temperatura de la piel.

T piel

= 35,7 − 0,0372

M N Asuper

Hombre standard. Actividad sedentaria. 29ºC - 31ºC 31ºC - 31,5ºC 31,5ºC - 33,5 ºC 33,5ºC - 36ºC > 36ºC

Zona ocupada

- Muy frío - Frío - Agradable - Calor - Muy caliente

Pared exterior con ventanas. 100 cm Pared interior..............

.50 cm.

Suelo limite inferior........

10 cm.

Suelo superior sentado......

130 cm

Suelo superior de pie.......

200 cm

Permeabilidad de la piel. Qdif .lat .óptimo

= 0,42 M N − 58,2 Asuper

Hombre standard. Actividad sedentaria. Ep < 0,06 0,06 < Ep < 0,2 0,2 < Ep < 0,5 0,5 < Ep

Humedad relativa.

- Incómodo - Agradable - Incómodo - Muy incómodo Entre el 40% - 60% Consideraciones sanitarias

Zona de confort técnica T p i e l = 3 1 , 5 º C

v=0,15 m/s α=0,8 Iclo=0,6 Act. Sedentaria Recinto cerrado T.paredes=T.aire

T p i e l= 2 9 º C

c o E n r r f p a m o r i a l i e n t o

E p = 1 ,0

E p = 0 , 5

E p = E 0 p , = E 0 2 p , 1 = 0 , 0 6

A g r a d a C b l o e n S en sa c i o n f r í o

f o r t

A g r a d ab l e

T p ei l= 3 6 º C

T p ei l= 3 3 , 5 º C

S en sa ci o n c a l o r I n c o m o d o

M u y ca l i en t e

M u y I n c o m o d o

Condiciones de confort. Escala sensaciones térmicas ASHRAE. Y = A T s + B Pv

Tiempo de exposición

Sexo

+3 muy caliente +2 caliente +1 ligeramente caliente 0 neutralidad térmica -1 ligeramente frío -2 frío -3 muy frío

− C

A

B

C

1 hora

Combinado Hombre Mujer

0,245 0,220 0,272

0,248 0,233 0,248

6,475 5,673 7,245

2 hora


0,252 0,221 0,283

0,240 0,270 0,210

6,859 6,024 7,694


0,243 0,212 0,275

0,278 0,293 0,255

6,802 5,949 8,622

3 hora

Actividad sedentaria. 0,5 clo. Trm = Ts. v = 0,2 m/s

Condiciones de confort. Escala sensaciones térmicas ISO 7730 VMP PPI

=

∆ E / ∆ t  A des

 0 . 303 e 

= 100 − 95 e

− ( 0 . 2179

− 0 . 036

VMP

2

M N A des

+ 0 . 03353

 + 0 . 028   VMP

4

)

VMP= Voto medio previsto PPI = Porcentaje Personas Insatisfechas

Clasificación.

Voto

Categoría A

-0,2 < VMP < +0,2

PPI < 6%

Categoría B

-0,5 < VMP < +0,5

PPI < 10%

+3 muy caliente

Categoría C

-0,7 < VMP < +0,7

PPI < 15%

+2 caliente +1 ligeramente caliente

Actividad metabólica entre 0,8 y 4 met. Grado vestimenta entre 0 y 2 clo Temperatura radiante entre 10 y 40ºC Velocidad aire entre 0 y 1 m/s Humedad relativa entre 30 y 70%

0 neutralidad térmica -1 ligeramente frío -2 frío -3 muy frío

Condiciones de confort. Escala sensaciones térmicas ISO 7730

=

VMP PPI

∆ E / ∆ t 

− 0 . 036

 0 . 303 e 

A des

e = 100 − 95 PPI

− ( 0 . 2179

VMP

2

M N A des

+ 0 . 03353

 + 0 . 028   VMP

4

)

PPI 0

Condiciones de aplicación 0,8 met < MN < 4 met

0 10 20 30 40

0 clo < I efec. < 2 clo

50

10ºC < Ts < 30ºC

60

10ºC < Trm < 40ºC 0 m/s < v < 1 m/s 30% < φ < 70%

5

70

10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100 r a j o d o a d n b a125 a 150 175 o más j r a a s e l t a p 50 r e n 75 100 i e e i s i p , p o e e d D D t a n e S

M N / A des

W / m

C B A

80 90 prENV 100 1752

( ∆ E / ∆ t ) / A des

W / m

2

2

Condiciones de confort. Indice de esfuerzo o fatiga térmica IET

=

100

=

100

M N

Q dif

Q máx.dif.la

+

=

. lat

Q rad.

100

t

ad. l

+

Q dif

. lat

(

0 , 016 A des hc Pv

Q conv

+

Q cond

+

s

Q resp.sen

−

Pv

+

)

=

Q res

. lat

700

Clasificación. Sensación ante exposiciones de 8 horas -20 Tensión térmica suave (ligero fresco) 0 Sin tensión térmica +20 Tensión térmica suave (ligero calor) +40 Fatiga calorífica severa +70 Tensión te´rmica muy severa. Ligeras indisposiciones +100 Máximas condiciones trabajo para hombres aclimatados

Ejemplo recinto abierto Hombre adutlo sin actividad ( M = 139W ) Radiación incidente ( ya ponderada) = 326 W / m

= 0,3  = 29,2º C

I clo T s

= 1m / s T h = 22,5º C  φ = 56,5%

vaire

Pv = 2289,6 Pa



2

= 37,84º C IET = 22% Sensación T ef

= 0,75; α λ ↑ = 0,75)

= 2,7W ( pérdidas)

incómoda

Muy caliente



Metabolismo 139

VMP = 3,17 PPI = 100%

Conv. -219 Resp. sen -2,1 Cond. -2,7 Resp. lat -16,4

Rad. corta 342

Dif. lat. -154,6

Rad. larga -85,8

Ejemplo recinto cerrado Hombre adulto sin actividad ( M = 115W )

= 0,3  vaire = 0,1m / s T res = 25º C ( paredes) T s = 25º C φ = 50% 

Pv = 1640,7 Pa


= 25º C T piel = 32,47º C T super = 30,75º C Ep p = 0,071 T rs

I clo

= 0,75; α λ ↑ = 0,75)

( pérdidas ) = 9W

= 25,91º C IET = 5% Confortable VMP = 0,07 Categoría A PPI = 5% Y = −0,185 Neutralidad térmica T ef



Metabolismo 115

Rad. larga -37,3

Conv. -34,2

Resp. sen -2,8 Cond. -9 Dif. lat. -15,5

Resp. lat -16,2

Ejemplo recinto cerrado con superficie radiante plana = 50º C F p , s = 0,3

T sm

M = 115W I clo

= 0,3

Asr = 10m

v = 0,1m / s T s

= 25º C

Hombre standard

Pv = 1640,7 Pa


Ropa color claro T res



φ = 50%

2

= 25º C



Metabolismo 115

= 28,78º C IET = 12% Agradable Ligero calor VMP = 0,79 Categoría C PPI = 18,5% Y = −0,185 Neutralidad térmica T ef

Conv. -43

Dif. lat. -38,6 Resp. sen -2,8 Cond. -10,1 Rad. larga 31,5

Rad. larga -35,9

Resp. lat -16,2

Ejemplos aplicación en recinto cerrado Variación de la temp. óptima con la actividad y cantidad de ropa. Temperatur a óptima (º C ) con

T 10 e m 12 p e c 14 r 16 a o n t u 18 r a 20 = ó p 5 22 0 24 t i % m 26 a 28 ( ° C 30 ) Acostado durmiendo

70

90

110

φ = 50% 130

150

170

Iclo = 0,4 190 efectivo 210

230

Iclo efectivo = 0,6

250

Iclo efectivo = 1,0

Sentado reposo Sentado trabajo muy ligero De pie sin movimiento Sentado trabajo ligero

De pie trabajo ligero

04CondInteriores.pdf

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