norma española
UNE-EN ISO 13789
Abril 2001 TÍTULO
Prestaciones térmicas de los edificios Coeficiente de pérdida por transmisión de calor Método de cálculo (ISO 13789:1999)
Thermal performance of buildings. Transmission heat loss coefficient. Calculation method (ISO 13789:1999) Perfomance thermique des bâtiments. Coefficient de déperdition par transmission. Méthode de calcul (ISO 13789:1999)
CORRESPONDENCIA
Esta norma es la versión oficial, en español, de la Norma Europea EN ISO 13789 de septiembre 1999, que a su vez adopta íntegramente la Norma Internacional ISO 13789:1999 13789:1999
OBSERVACIONES
ANTECEDENTES
Esta norma ha sido elaborada por el comité técnico AEN/CTN 92 Aislamiento Térmico cuya Secretaría desempeña ANDIMA.
Editada e impresa por AENOR Depósito legal: M 15460:2001
LAS OBSERVACIONES A ESTE DOCUMENTO HAN DE DIRIGIRSE A:
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13 Páginas Teléfono Fax
91 432 60 60 00 00 91 310 40 32
Grupo 11
S
EN ISO 13789
NORMA EUROPEA EUROPEAN STANDARD NORME EUROPÉENNE EUROPÄISCHE NORM
Septiembre 1999
ICS 91.120.10
Versión en español
Prestaciones térmicas de los edificios Coeficiente de pérdida por transmisión de calor Método de cálculo (ISO 13789:1999)
Thermal performance of buildings. Transmission heat loss coefficient. Calculation method. (ISO 13789:1999).
Perfomance thermique des bâtiments. Coefficient de déperdition par transmission. Méthode de calcul. (ISO 13789:1999).
Wärmetechnisches Verhalten von Gebäuden. Spezifischer Transmissionswärmeverlustkoeffizient. Berechnungsverfahren. (ISO 13789:1999).
Esta norma europea ha sido aprobada por CEN el 1997-11-16. Los miembros de CEN están sometidos al Reglamento Interior de CEN/CENELEC que define las condiciones dentro de las cuales debe adoptarse, sin modificación, la norma europea como norma nacional. Las correspondientes listas actualizadas y las referencias bibliográficas relativas a estas normas nacionales, pueden obtenerse en la Secretaría Central de CEN, o a través de sus miembros. Esta norma europea existe en tres versiones oficiales (alemán, francés e inglés). Una versión en otra lengua realizada bajo la responsabilidad de un miembro de CEN en su idioma nacional, y notificada a la Secretaría Central, tiene el mismo rango que aquéllas. Los miembros de CEN son los organismos nacionales de normalización de los países siguientes: Alemania, Austria, Bélgica, Dinamarca, España, Finlandia, Francia, Grecia, Irlanda, Islandia, Italia, Luxemburgo, Noruega, Países Bajos, Portugal, Reino Unido, República Checa, Suecia y Suiza.
CEN COMITÉ EUROPEO DE NORMALIZACIÓN European Committee for Standardization Comité Européen de Normalisation Europäisches Komitee für Normung SECRETARÍA CENTRAL: Rue de Stassart, 36 B-1050 Bruxelles © 1999 Derechos de reproducción reservados a los Miembros de CEN.
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ÍNDICE Página ANTECEDENTES............................................................................................................................
5
INTRODUCCIÓN ............................................................................................................................
6
1
OBJETO Y CAMPO DE APLICACIÓN ......................................................................
6
2
NORMAS PARA CONSULTA.......................................................................................
6
3
DEFINICIONES ..............................................................................................................
7
4
COEFICIENTE DE PÉRDIDA POR TRANSMISIÓN...............................................
7
5
VALORES CONVENCIONALES SUPLEMENTARIOS...........................................
10
6
INFORME........................................................................................................................
11
ANEXO A (Normativo)
TEMPERATURA DE UN ESPACIO NO CALEFACTADO.......................................................................
12
ANEXO B (Informativo)
INFORMACIÓN SOBRE LOS TIPOS DE DIMENSIONES..........................................................................
13
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EN ISO 13789:1999
ANTECEDENTES El texto de la Norma EN ISO 13789:1999 ha sido elaborado por el Comité Técnico CEN/TC 89 Prestaciones térmicas de los edificios y sus componentes , cuya Secretaría desempeña SIS, en colaboración con el Comité Técnico ISO/TC 163 Aislamiento térmico. Esta norma europea deberá recibir el rango de norma nacional mediante la publicación de un texto idéntico a la misma o mediante ratificación antes de finales de marzo de 2000 , y todas las normas nacionales técnicamente divergentes deberán anularse antes de finales de marzo de 2000 . De acuerdo con el Reglamento Interior de CEN/CENELEC, los siguientes países están obligados a adoptar esta norma europea: Alemania, Austria, Bélgica, Dinamarca, España, Finlandia, Francia, Grecia, Irlanda, Islandia, Italia, Luxemburgo, Noruega, Países Bajos, Portugal, Reino Unido, República Checa, Suecia y Suiza. Esta norma forma parte de una serie de normas sobre métodos de cálculo para el diseño y la evaluación del comportamiento térmico de los edificios y sus componentes.
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INTRODUCCIÓN Los objetivos de esta norma son los siguientes: a) aclarar el mercado internacional para armonizar las características de los edificios. b) juzgar la conformidad de los edificios acorde a las ordenanzas. c) dotar de los suficientes datos para calcular el consumo anual de energía calorífica para calentar un edificio. El resultado del cálculo se utilizará como dato de partida para el cálculo de consumo anual de calefacción, para explicar las características de la transmisión térmica en un edificio, o para juzgar la conformidad a estas aplicaciones, expresadas en términos de la pérdida por transmisión. El uso del coeficiente de pérdida por transmisión calorífica tal como se presenta en la norma, para el dimensionamiento de las instalaciones de calefacción, podrán ser objeto de mejoras.
1 OBJETO Y CAMPO DE APLICACIÓN Esta norma establece un método y las bases necesarias para calcular el coeficiente de pérdida de transmisión en los edificios o en parte de ellos. Para el objeto de esta norma se supone que el espacio calefactado esté a una temperatura uniforme. Las pérdidas por ventilación se salen del campo de aplicación de la presente norma. De cualquier forma la presente norma da los valores convencionales para la tasa de renovación del aire en los espacios no calefactados a fin de valorar la pérdida por transmisión a través de estos espacios. El anexo A proporciona un método de cálculo de temperatura en régimen estacionario en espacios no calefactados adyacentes a edificios calefactados.
2 NORMAS PARA CONSULTA Esta norma europea incorpora disposiciones de otras publicaciones por su referencia, con o sin fecha. Estas referencias normativas se citan en los lugares apropiados del texto de la norma y se relacionan a continuación. Las revisiones o modificaciones posteriores de cualquiera de las publicaciones referenciadas con fecha, sólo se aplican a esta norma europea cuando se incorporan mediante revisión o modificación. Para las referencias sin fecha se aplica la última edición de esa publicación. EN ISO 6946 (ISO 6946).
−
Elementos y componentes de edificación. Resistencia y transmitencia térmica. Método de cálculo
EN ISO 7345 − Aislamiento térmico. Maquitudes físicas y definiciones (ISO 7345). EN ISO 10077-11) − Prestaciones térmicas de ventanas, puertas y contraventanas. Cálculo de la transmisión térmica. Parte 1: Método simplificado (ISO 10077-1). EN ISO 10211-1 − Puentes térmicos en edificación. Flujos de calor y temperaturas superficiales. Parte 1: Métodos generales de cálculo (ISO 10211-1). EN ISO 10211-21) − Puentes térmicos en edificación. Flujos de calor y temperaturas superficiales. Parte 2: Puente térmico lineal (ISO 10211-2) EN ISO 13370 (ISO 13370).
−
Prestaciones térmicas de edificios. Transmisión de calor por el terreno. Métodos de cálculo
EN ISO 14683 − Puentes térmicos en la edificación. Transmitencia térmica lineal. Métodos simplificados y valores por defecto (ISO 14683). 1) Pendiente de publicación
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3 DEFINICIONES En la presente norma, las definiciones de la Norma EN ISO 7345 y las siguientes son de aplicación.
3.1 espacio calefactado: Habitación o espacio cerrado que es calentado hasta una cierta temperatura establecida. 3.2 coeficiente de pérdida por transmisión: Flujo de calor cedido por transmisión desde un espacio calefactado al exterior, dividido por la diferencia de la temperatura entre el interior y exterior. NOTA
−
Las temperaturas se suponen constantes.
3.3 coeficiente de pérdida por renovación de aire: Flujo de calor cedido por renovación de aire desde el espacio calefactado al exterior, dividido por la diferencia de temperatura entre el exterior e interior. 3.4 coeficiente de pérdida: Suma de los coeficientes de pérdida por transmisión y renovación de aire. 3.5 dimensión interior: Longitud medida de muro a muro y de suelo a techo en cada habitación del edificio. 3.6 dimensión libre interior: La longitud medida en el interior del edificio ignorando las paredes interiores. 3.7 dimensiones exteriores: Longitud medida en el exterior del edificio. 4 COEFICIENTE DE PÉRDIDA POR TRANSMISIÓN 4.1 Ecuación de base El coeficiente de pérdida por transmisión H T, se calcula por: H T
=
LD
+ LS +
H U
(1)
donde: LD
es el coeficiente de contacto térmico directo entre el espacio calefactado y el exterior a través del perímetro del edificio definido por la ecuación (2), en W/K;
Ls
es el coeficiente de pérdida por el suelo en régimen estacionario definido en 4.4 en W/K;
H U es el coeficiente de pérdida por transmisión a través de los espacios no calefactados, definido por la ecuación (3) en W/K.
La Norma EN ISO 10211-1 proporciona un método general para el cálculo del coeficiente de contacto térmico L de un perímetro completo o de una parte del mismo, incluyendo las pérdidas por el suelo. Si no existe un espacio calefactado este coeficiente es idéntico al coeficiente de pérdida por transmisión definido en la presente norma. La Norma EN ISO 10211-1 se puede utilizar como alternativa o cuando se requiera un resultado más preciso.
4.2 Límite del espacio calefactado El espacio calefactado del edificio a considerar, deberá estar claramente definido antes de cualquier cálculo. Los elementos del edificio a considerar en los cálculos son aquellos que limitan el espacio calefactado. El perímetro del edificio situado sobre el suelo está constituido por las paredes planas y los elementos de viguería como muestra la figura 1.
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La frontera entre el "subsuelo", incluyendo las pérdidas a través del suelo y la "parte externa" del suelo del edificio, presenta pérdidas directas hacía el exterior o pérdidas hacia los espacios no calefactados según la Norma EN ISO 13370: −
el nivel de la cara superior del suelo del vestíbulo para los edificios con suelos sobre terraplenes, sobre vacíos o sobre subsuelo frío;
−
el nivel del suelo exterior para edificios con subsuelo caliente.
El anexo B da información sobre el efecto producido cuando se divide el perímetro en elementos de diferentes dimensiones.
Figura 1 – Modelo de cerramiento de un edificio formado por paredes planas y viguería Si los cálculos se efectúan por partes del edificio, los límites de estas partes deberán definirse claramente, de forma que la suma de los coeficientes de pérdida por transmisión de todas las partes sea igual al coeficiente del edificio entero.
4.3 Transmisión directa hacia el exterior El coeficiente de pérdida por transmisión a través de los elementos que separan el espacio calefactado del aire exterior se calcula por: LD
= ∑i
AiUi
+ ∑ k lkΨ k + ∑ j χ j
o por
LD
= ∑i
Ai Ui
+ ∑k
Lk 2Dlk
+ ∑j
L j 3D
(2)
donde Ai
es el área del elemento i del cerramiento del edificio en m 2 (las dimensiones de las ventanas y puertas se tomarán como si fueran aberturas en la pared);
U i
es el coeficiente de transmisión térmica del elemento i del cerramiento del edificio calculado según la Norma EN ISO 6946 para paredes opacas o según la Norma EN ISO 10077-1 para paredes vidriadas en W/(m 2·K);
lk
es la longitud del puente térmico lineal k , en m;
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Y k
es el coeficiente de transmisión térmica lineal del puente térmico k , según la Norma EN ISO 14683 o calculado según la Norma EN ISO 10211-2 en W/(m·K);
c j
es el coeficiente de transmisión térmica puntual de un puente térmico puntual j, calculado según la Norma EN ISO 10211-1 en W/K (los puentes térmicos puntuales forman parte de paredes planas y ya se han tenido en cuenta en su coeficiente de transmisión térmica no se deben añadir aquí);
Lk2D es un coeficiente de acoplamiento térmico obtenido a partir de un cálculo bidimensional según la Norma EN ISO 10211-1 en W/(m·K); L j3D es un coeficiente de acoplamiento térmico obtenido a partir de un cálculo tridimensional según la Norma EN ISO 10211-1 en W/K.
La suma se efectuará sobre todos los componentes del edificio separando el exterior del interior. Para las situaciones no cubiertas por las Normas EN ISO 6946, EN ISO 10077-1, EN ISO 14683 o EN ISO 10211-2 nos referiremos a la Norma EN ISO 10211-1. Cuando la capa aislante principal es continúa y con un espesor constante, los coeficientes de transmisión térmica lineales y puntuales podrán despreciarse siempre que se utilicen las dimensiones exteriores. La capa aislante principal es la capa de mayor resistencia térmica de los elementos adyacentes al puente térmico potencial. Si el coeficiente de transmisión térmica de un elemento es variable (como en el caso de ventanas cerradas durante la noche) los dos valores máximos y mínimos se deben calcular.
4.4 Coeficiente de transmisión térmica a través del suelo Este coeficiente, Ls se calcula según la Norma EN ISO 13370.
4.5 Coeficiente de transmisión térmica a través de espacios no calefactados Este coeficiente, H U, entre el espacio calefactado y el exterior a través de los espacios no calefactados se calcula por:
H U
=
Liu b
con
b=
H ue H iu + H ue
(3)
donde Liu es el coeficiente de acoplamiento térmico entre el espacio calefactado y el espacio no calefactado calculado según los apartados 4.3 y 4.4, en W/K ( Liu = LDiu + Lsiu); H iu es el coeficiente de pérdida del espacio calefactado hacia el espacio no calefactado en W/K; H ue es el coeficiente de pérdida del espacio no calefactado al exterior en W/K. NOTA
−
En la ecuación (3) el factor de reducción b tiene en cuenta que existe una diferencia de temperatura entre el interior y el exterior (ver anexo A).
H iu y H ue incluyen las pérdidas por transmisión y por renovación de aire. Se calculan por: H iu
= Liu +
H V,iu
y
H ue
= Lue +
H V,ue
(4)
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Los coeficientes de acoplamiento térmico Lue y Liu se calcularán según los apartados 4.3 y 4.4 ( Lue = L Due + Lsue ),y los coeficientes de pérdida por renovación de aire H V,ue y H V,iu por: H V,iu
y
= ρ c V&iu
H V,ue
& = ρ c V ue
(5)
donde ρ
es la densidad del aire en kg/m 3;
c
es la capacidad calorífica específica del aire en Wh/(kg·K);
& es el consumo de aire entre el espacio no calefactado y el exterior en m 3 /h; V ue & es el consumo de aire entre el espacio calefactado y no calefactado en m 3 /h. V iu NOTA
−
La Norma EN ISO 6946 da los métodos aproximados para algunos espacios no calefactados particulares.
5 VALORES CONVENCIONALES SUPLEMENTARIOS 5.1 Generalidades Conviene utilizar para las ecuaciones los mejores datos disponibles si la finalidad del cálculo es proporcionar los datos para una estimación de las necesidades anuales de energía. Los valores convencionales definidos más abajo deberán utilizarse si la finalidad del cálculo es la de expresar las características de transmisión térmica de un edificio considerado como un producto, o para juzgar la conformidad con las especificaciones expresadas en términos de coeficiente de pérdida por transmisión. El resultado del cálculo es entonces independiente del emplazamiento y del uso del edificio.
5.2. Coeficiente de pérdida por transmisión a través del suelo Este coeficiente es el componente estacionario Ls, calculado según la Norma EN ISO 13370, la conductividad térmica del suelo se toma igual 2W/(m·K).
5.3 Coeficiente de transmisión térmica variable Cuando el coeficiente de transmisión pueda variar, se utilizará su valor máximo.
5.4 Tasa de renovación del aire en espacios no calefactados Para no subestimar las pérdidas por transmisión, el consumo de aire entre el espacio calefactado y el espacio no calefactado se considera nulo. & V iu
=0
(6)
El consumo de aire entre un espacio no calefactado y el exterior se calcula por. V&ue
= Vu nue
donde nue es la tasa de renovación de aire convencional entre el espacio no calefactado y el exterior, en h -1; V u
es el volumen de aire en el espacio no calefactado en m 3;
(7)
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La tasa de renovación de aire nue, es el valor de la tabla 1 que más se asemeja al espacio no calefactado considerado.
Tabla A Tasa de renovación de aire convencional entre espacios no calefactados y el exterior Nº
Tipo de estanquidad de aire
1
Ni puertas ni ventanas, elementos de construcción bien sellados, sin aberturas de ventilación. Todos los componentes sellados, sin aberturas de ventilación. Todos los componentes bien sellados, pequeñas aberturas de ventilación. Poco estanco, a causa de juntas abiertas o presencia de aberturas de ventilación permanentes. Poco estanco, con numerosas juntas abiertas o aberturas de ventilación permanentes grandes o numerosas.
2 3 4 5
NOTA
−
nue
h-1 0
0,5 1 5 10
Si la tasa de renovación del aire es de 50 Pa, n50, o la superficie equivalente de fuga, A 1, es conocida, la tasa de renovación de aire n, podrá estimarse por una de las relaciones empíricas siguientes:
n h
−1
=
n50 20
n h
-1
=
A1 cm 2
10 V u m 3
(8)
El valor de la tabla 1 más próximo a n se tomará para nue .
El valor convencional para la capacidad calorífica del aire es ρ c = 1 200 J/(m3·K) (0,33 Wh/(m3·K)).
6 INFORME El informe debe contener la siguiente información: a) referencia a la presente norma; b) identificación del edificio; c) planos del edificio, indicando los límites establecidos para los espacios calefactados; d) descripción de los componentes del cerramiento del edificio, es decir, sus elementos incluyendo sus dimensiones y los materiales utilizados; e) una lista de dichos componentes, mostrando sus superficies, sus coeficientes de transmisión térmica y para los puentes térmicos las longitudes y coeficientes de transmisión térmica lineal así como el número y los coeficientes de transmisión térmica de los puentes térmicos puntuales; f) tasa de renovación de aire asumida si hay espacios no calefactados; g) coeficientes de pérdida por transmisión directa LD, por el suelo Ls, y a través de los espacios no calefactados H U; con redondeo de tres cifras significativas; h) coeficiente de pérdida por transmisión total H T, redondeado con tres cifras significativas; i) si se tienen en cuenta los elementos con coeficiente de transmisión térmica variable, los resultados deberán darse por valores máximos y mínimos de dichos coeficientes, junto con la descripción de los elementos y los valores extremos de sus coeficientes de transmisión térmica.
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ANEXO A (Normativa) TEMPERATURA DE UN ESPACIO NO CALEFACTADO Esta temperatura se calculará suponiendo un régimen térmico estacionario. Resulta del equilibrio térmico en un espacio no calefactado. Será: θ u =
Φ + θ i H iu + θ e H ue
H iu
+
H ue
(A.1)
donde θ es una temperatura; Φ es el flujo de calor generado en el espacio “no calefactado” (por ej. efectos solares);
H representa los coeficientes de pérdida calculados según el capítulo 4 de la presente norma.
El índice i designa el interior, e el exterior, y u el espacio no calefactado. NOTA
−
El cálculo de la temperatura en un espacio no calefactado no es necesaria para la utilización de la presente norma, pero se requiere para otras normas. El método de cálculo se presenta aquí, dado que esta temperatura podrá deducirse directamente de los resultados de esta norma.
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ANEXO B (Informativo) INFORMACIÓN SOBRE LOS TIPOS DE DIMENSIONES Para aplicar el método de cálculo, el cerramiento del edificio es dividido en paredes (ver capítulo 4 y figura B.1). Las dimensiones de las paredes se medirán generalmente siguiendo uno de los tres sistemas siguientes: dimensiones interiores libres, exteriores, interiores. Estos sistemas diferirán en relación a la manera de las juntas entre paredes, hay que tener en cuenta el aire en estas paredes. Así el término Σ AiU i de la ecuación (2) será mayor sí utilizamos las dimensiones exteriores que las interiores. En consecuencia los valores de ψ k son en general más pequeños con las dimensiones exteriores, y pueden ser negativos en ciertos casos, como en las esquinas exteriores.
Fig. B.1 – Ejemplo de métodos para determinar las dimensiones de las paredes de los edificios Si la capa aislante principal es continua, los coeficientes de transmisión térmica lineales de ciertas juntas podrán ser muy pequeños, en particular cuando las dimensiones exteriores o interiores se utilicen. Son ignoradas a menudo en casos similares. En consecuencia, las pequeñas diferencias entre los valores de cálculo del coeficiente de pérdida por transmisión podrán aparecer entre los distintos tipos de dimensiones utilizados si ciertos puentes térmicos se despreciasen en un sistema sí y en otro no. En consecuencia, se recomienda, particularmente en caso de disputa, que el edificio se considere utilizando las dimensiones de cada elemento individual (según modelo de la izquierda en la figura B.1). En este caso los coeficientes de transmisión térmica lineal de cada junta son incluidos explícitamente.
Dirección C Génova, 6 28004 MADRID-España
Teléfono 91 432 60 00
Fax 91 310 40 32
