2.2- Carga por radiación solar a través de cristal "Qsr"

La radiación solar atraviesa las superficies traslúcidas y transparentes e incide sobre las superficies interiores del local, calentándolas, lo que a su vez incrementa la temperatura del ambiente interior.

Para calcular esta partida, hay que saber la orientación de la ventana y elegir una hora solar de cálculo (generalmente entre las 12 y las 16 hora solar) y un día determinado (generalmente es el 23 de julio o el 24 de agosto). CÁLCULO DE LA CARGA TÉRMICA Con estos datos se acude a la tabla 1 y se obtiene la radiación solar unitaria, R, en W/m2. La hora solar elegida debe ser la misma para el cálculo de toda la carga térmica.

FECHA ORIENTACION Radiación Solar

12pm 13pm 14pm 15pm 16pm

N 44 44 44 41 37

NE 44 44 44 41 37

E 44 44 44 41 37

SE 107 44 44 41 37

21 Junio S 170 138 109 59 37

SO 107 223 312 350 343

O 44 138 299 448 511

NO 44 44 94 230 352

Horizontal 747 732 662 554 422

N 44 44 44 41 37

NE 44 44 44 41 37

E 44 44 44 41 37

SE 131 47 44 41 37

23 de Julio

S 217 198 138 81 41

SO 131 258 347 394 375

O 44 135 308 454 516

NO 44 44 81 208 330

Horizontal 734 709 640 538 397

N 44 44 44 41 34

NE 44 44 44 41 34

E 44 44 44 41 34

SE 208 78 44 41 34

24 de Agosto

S 321 306 280 161 76

SO 208 337 428 461 435

O 44 142 317 457 511

NO 44 44 50 144 258

Horizontal 675 647 583 472 315

TABLA 1. Radiación solar R, en W/m2, a través de vidrio ordinario, para 1m2 de ventana incluyendo el marco, en un punto a 40° de latitud Norte. Nota. Si la ventana tiene marco metálico hay que multiplicar por 1,17los valores indicados en la tabla.

La carga térmica por radiación a través de cristales y superficies traslúcidas (Qsr) se calcula como sigue:

Qsr = S · R · Fdonde,

Qsr    es la carga térmica por radiación solar a través de cristal, en W.

S    es la superficie traslúcida o acristalada expuesta a la radiación, en m2.

R    es la radiación solar que atraviesa la superficie, en W/m2, correspondiente a la orientación, mes y latitud del lugar considerado.

Como referencia se adjuntan algunos enlaces que proporcionan valores de la radiación solar:

http://www.opensolardb.org/db/extractcopypaste

F    es el factor de corrección de la radiación en función del tipo de vidrio empleado en la ventana, efectos de sombras que pueda existir, etc. Se adjunta un extracto que incluye cómo calcular el factor solar (F) de huecos y lucernarios:

http://ingemecanica.com/tutorialsemanal/objetos/figutut255/doc1tut255.pdf

2.3- Carga por transmisión y radiación a través de paredes y techos exteriores "Qstr"

La transmisión de calor a través de las estructuras exteriores de los edificios

(muros y techos) es debida por un lado a la diferencia de temperaturas entre el

exterior y el interior y por otro por la radiación solar absorbida por los paramentos

exteriores.

Las variaciones cíclicas de la radiación y de las temperaturas exteriores y la

complejidad de los fenómenos que intervienen en la transmisión de calor han

obligado a adoptar las llamadas "Diferencia de Temperaturas Equivalentes" ( Tec).

La carga por transmisión y radiación que se transmite a través de las paredes y

techos opacos que limitan con el exterior (Qstr) se calcula como sigue

Qstr = K · S · (Tec - Ti)

donde,

Qstr    es la carga por transmisión a través de paredes y techos exteriores, en W.

K    es el coeficiente global de transmisión térmica del cerramiento, también

llamado transmitancia térmica, expresado en W/m2ºC.

S    es la superficie del muro expuesta a la diferencia de temperaturas, en m2.

Ti    es la temperatura interior de diseño del local (ºC)

Tec    es la temperatura exterior de cálculo al otro lado del local (ºC)

Como temperatura interior de diseño (Ti) se pueden tomar los valores de la

siguiente tabla, que recoge las condiciones de diseño para la temperatura y

humedad relativa del aire interior, según las estaciones del año:

Estación del año Temperatura ºC

Humedad relativa %

Verano 23 ... 25 45 ... 60Invierno 21 ... 23 40 ... 50

Tabla 2. Condiciones interiores de diseño

Por último, para obtener el valor de la temperatura exterior de cálculo (Tec) se parte a su vez de la llamada temperatura exterior de diseño (Te).

La temperatura exterior de diseño (Te) se calcula teniendo en cuenta la temperatura media del mes más cálido (Tme) y la temperatura máxima del mes más cálido (Tmáx) del lugar, a partir de la siguiente expresión:

Temperatura exterior de diseño, Te = 0,4·Tme + 0,6·Tmáx

La temperatura exterior de cálculo (Tec) se calculará finalmente a partir de la temperatura exterior de diseño (Te) y de la orientación que tenga el cerramiento que se está considerando, a partir de la siguiente tabla:

Orientación Temperatura exterior de cálculo (Tec) en ºC

Norte 0,6·Te

Sur Te

Este 0,8·Te

Oeste 0,9·Te

Cubierta Te+12Suelo (Te+15)/2

Paredes interiores Te·0,75Tabla 3. Temperatura exterior de cálculo (Tec)

El valor del coeficiente de transmisión K depende de la composición y espesor de las diferentes capas y materiales que componen la pared o el techo. • Si no se conoce el valor exacto de este coeficiente, pueden tomarse los siguientes valores de forma cautelar:

KW/(m2 * K )

Paredes Exteriores 1,5 a 1,8Techos Exteriores 1,0 a 1,2Paredes Interiores 1,9 a 2,3Vidrio Ordinario 5,8

Tabique de separación 2,3Tabla 4. Valor de coeficiente de transmisión K