Curso de cálculo de cargas térmicas con Tekton3D: 7. Cálculo de cargas y sistemas

Cálculo de cargas térmicas

Seguimos trabajando sobre el edificio del ejemplo, y en esta clase empezaremos calculando las cargas térmicas y viendo cómo obtener resúmenes que nos permitan comprobar que los resultados sean coherentes.

Definición de sistemas e inserción de unidades terminales

Una vez obtenidas las cargas veremos tres métodos diferentes para definir sistemas:

• Insertando de forma manual un generador y realizando una inserción y vinculación automática de las unidades terminales.
• Insertando manualmente el generador y las unidades terminales, y vinculándolas de modo automático.
• Y por último realizando todas las operaciones de forma manual.

Una vez definidos los sistemas, completaremos los dos pasos de cálculo necesarios para completar este capítulo. En primer lugar dimensionaremos los equipos, obteniendo la potencia térmica necesaria, y en segundo lugar elegiremos los equipos reales indicados para cubrir la potencia, lo que nos permitirá realizar una simulación energética de la instalación.

Tras completar la selección de equipos, estaremos en disposición de generar la memoria y los anexos de cálculo del proyecto, que deberemos completar con los anexos de cálculos hidráulicos y de distribución de aire cuando proceda.

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Curso de cálculo de cargas térmicas con Tekton3D: 6. Comprobación de datos

En esta clase del curso de cálculo de cargas térmicas con Tekton3D vamos a ver tres posibles métodos para comprobar de forma rápida los datos introducidos en cada uno de los espacios. Cuando tengamos edificios que cuentan con muchos locales, puede resultar difícil verificar que los datos de condiciones interiores, exteriores y operacionales, fuentes internas y ventilación se han asignado de forma correcta. En los vídeos siguientes te muestro tres posibles enfoques.

Generando un detalle

El primer método consiste en configurar los rótulos para que muestren las condiciones que deseamos comprobar, y mostrarlos en un detalle sobre el plano en planta. Es un método sencillo que funciona muy bien cuando contamos con locales grandes. En edificios de viviendas donde hay muchos espacios pueden solaparse los rótulos de unos espacios con otros, si bien existe la opción de configurar el tipo de letra.

Generando listados

Tekton3D nos da la opción de generar listados de las condiciones para los espacios seleccionados o para todos los espacios del edificio. Además de comprobar las condiciones en el propio programa, como vemos en el segundo vídeo de la lección, con un simple clic derecho podremos exportar los listados a Excel para darles el tratamiento que queramos.

Con el panel buscar

Si hacemos doble clic sobre la barra de título del panel buscar, este se convierte en una ventana flotante que nos permite verificar muchos de los valores asignadas al espacio. Dando doble clic sobre el local accedemos directamente a las propiedades del espacio. La barra buscar merece que le prestes atención dado que ofrece posibilidades muy potentes. Si terminada la comprobación quieres que vuelva a su sitio, basta con que le des de nuevo doble clic en la barra de título.

Vídeo 1: Métodos para comprobar datos

En este primer vídeo te muestro las tres opciones comentadas para comprobar los datos de los locales.

Vídeo 2: Exportación de listado y formato condicional

En el segundo vídeo te enseño cómo exportar un listado a Excel y aplicar formato condicional al mismo para resaltar aquellas celdas que cumplen un determinado valor.

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Curso de cálculo de cargas térmicas con Tekton3D: 5. Ventilación e infiltraciones

Dedicamos la quinta clase del curso de cálculo de cargas térmicas con Tekton3D al cálculo de las cargas térmicas por ventilación e infiltraciones. Estas cargas tienen importancia tanto en invierno como en verano, y se originan cuando el aire exterior de ventilación tiene condiciones térmicas o higrométricas más desfavorables que las deseadas en el interior del local.

La carga por ventilación es puramente convectiva, y por tanto instantánea, y se divide en sensible, que es la originada por la diferencia de temperatura entre aire exterior y aire interior, y latente, que es la que tiene como causa la diferencia de humedad.

El programa nos da múltiples opciones a la hora de calcular el caudal de ventilación, permitiendo considerar los criterios del documento HS 3, aplicables en viviendas, los del RITE, de interés en locales distintos de viviendas, y criterios personalizados, que pueden ser aditivos o no.

Además permite considerar el empleo de recuperadores de calor a nivel de espacio, o asignar la compensación de la carga de ventilación a una UTA no ubicada en el espacio. A la hora de decidir si procede o no instalar un recuperador es necesario tener en cuenta el criterio marcado por el RITE.

Con lo que respecta a las infiltraciones, que son las entradas de aire como resultado de la falta de estanqueidad del edificio, el programa puede calcularlas a nivel de edificio, y deja su consideración a elección del proyectista. En caso de que decidamos tenerlas en cuanta, se hará conforme a los siguientes criterios:

• En aquellos locales sin ventilación, se considerará el caudal de infiltración.
• En aquellos locales en los que el caudal de infiltración sea mayor que el de ventilación, se considerará el caudal de ventilación más la diferencia.
• Si el caudal de ventilación es mayor que el de infiltraciones, este último se desprecia.

Por último comentar que si tenemos calculados con Tekton3D los capítulos de ventilación según HS 3 o iluminación según HE 3, podremos sincronizarlos y traer los datos de esos capítulos relativos a caudales de ventilación y fuentes internas.

Vídeo sobre cargas por ventilación e infiltraciones

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Curso de cálculo de cargas térmicas con Tekton3D: 4. Fuentes internas

En la cuarta lección del curso de cálculo de cargas térmicas con Tekton3D hablamos de las fuentes internas de calor, que resultan críticas en la determinación de la carga térmica de verano, sobre todo en edificios de uso terciario.

Las fuentes internas consideradas son: ocupación, iluminación y equipamiento. Todas ellas se tienen en cuenta en régimen permanente, traduciéndose en ganancias instantáneas de calor, influidas por los horarios considerados en las condiciones operacionales.

Las cargas introducidas por las fuentes internas pueden ser sensibles, si producen variación de la temperatura seca, o latentes, si producen cambios en el contenido de humedad del aire. La ocupación introduce siempre carga sensible y carga latente; el equipamiento introduce carga sensible, y podría generar carga latente si produce vapor de agua, y por su parte la iluminación genera solo carga sensible.

Además, dentro de la carga sensible podemos distinguir entre fracción convectiva, transmitida al aire en virtud al movimiento producido por la diferencia de temperatura, y fracción radiante, que parte de la fuente de calor en forma de onda electromagnética que calienta las masa contra las que impacta. En el siguiente vídeo podemos ver cómo configurar Tekton3D para que tenga en cuenta las cargas introducidas por las fuentes internas.

Vídeo sobre cargas producidas por fuentes internas

Estimación de la potencia latente del equipamiento

Supongamos un equipo que en su funcionamiento evapora 360 gramos de vapor de agua por hora, y que ese vapor de agua se deja directamente en el ambiente interior del local. Para evaluar la potencia latente que suponen la presencia del equipo consideramos el valor del calor latente de vaporización del agua de L = 2.260 J/g, así la potencia latente aportada al aire por la introducción de m = 360 g/h = 0,1 g/s será:

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Curso de cálculo de cargas térmicas con Tekton3D: 3. Cargas térmicas a través de la envolvente

Dedicamos la tercera clase del curso de cálculo de cargas térmicas con Tekton3D a los flujos de energía (ganancias o pérdidas de calor) que se producen a través de la envolvente de un espacio. Las cargas a través de la envolvente se pueden clasificar en tres grupos:

• Ganancia solar cristal: Esta carga está asociada a los elementos semitransparentes, como ventanas, claraboyas y lucernarios. Depende de la radiación solar que incide sobre el vídeo, tanto directa como difusa. El programa tiene en cuenta tanto la parte de la radiación que atraviesa el elemento semitransparente calentando el interior del local, como parte absorbida por el propio elemento de cerramiento, una fracción de la cual es radiada hacia el interior, siendo parte devuelta al exterior.
• Transmisión en paredes exteriores y techos: Este grupos de cargas térmicas por transmisión tienen la particularidad de que se calculan corrigiendo la temperatura mediante la radiación solar que incide sobre el elemento. Además, para tener en cuenta el efecto de la carga térmica, en el método de las series radiantes temporales se aplican unos coeficientes que ponderan las cargas de las últimas 24 horas.
• Transmisión en el resto de los componentes: Este grupo hace referencia a los cerramientos no considerados en los anteriores, incluidos cerramientos de separación con otros recintos, puertas, huecos y puentes térmicos. Para la transmisión en estos elementos se utiliza un enfoque tradicional, calculando la carga térmica en régimen permanente. Para los cerramientos en contacto con el terreno se emplea un método particular basado en la norma UNE 13370 considerando un periodo semi-estacionario de un mes.

En el siguiente vídeo vemos cómo modela Tekton3D la envolvente de un espacio, y cómo determina los tres grupos de cargas que te he comentado en los apartados anteriores.

Vídeo sobre cargas a través de la envolvente

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Curso de cálculo de cargas térmicas con Tekton3D: 2. Condiciones exteriores y condiciones interiores

En la segunda lección del curso de cálculo de cargas térmicas con Tekton3D empezamos a trabajar con el programa. Abrimos el modelo de edificio, que puedes encontrar al final de esta página, y creamos un capítulo de cargas y demanda térmica.

Una vez creado este capítulo configuramos sus datos generales, entre los que se encuentran el periodo de cálculo, las condiciones exteriores de diseño y el método de cálculo que vamos a emplear.

Una vez definidas las condiciones exteriores y el método de cálculo, pasamos a revisar las fichas de cada espacio para aplicar sus condiciones interiores. Vemos como copiar de forma muy rápida las condiciones de un espacio para poder cambiarlas de forma masiva en otros espacios. Este es un aspecto del programa muy potente y que sin duda debemos manejar muy bien.

Además de ver aspectos de funcionamiento del programa, te comento de forma rápida aspectos técnicos de las condiciones interiores del local, al margen de que más adelante los volvamos a tocar.

Respecto al tema de la ventilación, dedicaremos una clase más adelante para configurar paso a paso la pestaña Ventilación aire exterior de las propiedades del local o recinto.

Vídeo sobre creación del capítulo y condiciones de cálculo

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