Download NOM-020-ENER-2011

Deutsche Gesellschaft für Internationale
Zusammenarbeit (GIZ) GmbH
Marco Villalobos
[email protected]
Junio 2013
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Contenido
• Conocimientos generales
•
Transferencia de calor
•
Conductividad Térmica
•
Resistencia Térmica
•
Conductancia Térmica
• Normatividad mexicana
• Coeficiente global de transferencia de calor
• Ejemplo de cálculo
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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?)
La temperatura se
mide en grados
Celsius (ºC)
O en Kelvins (K)
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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
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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)
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Conocimientos generales
Transferencia de calor
El calor puede ser transmitido de tres formas distintas: por
conducción, por convección o por radiación.
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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?
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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?
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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?
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Conocimientos generales
Conducción
Convección
Radiación
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Conocimientos generales
Conductividad térmica (λ)
• Es una propiedad física de los materiales que mide la
capacidad de conducción de calor
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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
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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)
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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.
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Conocimientos generales
Capas no homogéneas
Capas homogéneas
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Resumen de conceptos térmicos
Concepto
Conductividad (λ)
Inverso
Característica
Resistencia
Se mide en laboratorio:
tiempo y superficies
unitarios, para un espesor no
necesariamente unitario
Coeficiente global de Aislamiento
transferencia de calor térmico total
(K)
(M)*
Se calcula de superficie a
superficie
*En la NMX-460-C-ONNCCE-2009 se refieren a este valor como Valor R
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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.
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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
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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
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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.
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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.
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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
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NOM-020-ENER-2011
Página 23
NOM-020-ENER-2011
Página 24
NOM-020-ENER-2011 – Etiquetado
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NOM-020-ENER-2011
El cálculo del presupuesto energético de la NOM-020-ENER-2011
sigue 5 pasos:
1. Datos generales (Edificio proyectado)
2. Valores para el cálculo de ganancia de calor a través de la
envolvente (Apéndice A)
3. Cálculo del coeficiente global de transferencia de calor de las
porciones de la envolvente (Apéndice D)
4. Cálculo comparativo de la ganancia de calor
5. Resumen del cálculo
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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)
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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).
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NOM-020-ENER-2011 – Orientación
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¡Muchas gracias por su atención!
Marco Villalobos
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