ESCUELA POLITÉCNICA NACIONALFACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA MAESTRÍA EN EFICIENCIA ENERGÉTICA EFICIENCIA ENERGÉTICA EN EDIFICACIONES Abril 06-07, 2015 CONFORT TÉRMICO Ing. Carlos Naranjo Mendoza, M.Eng Agenda Qué es el confort térmico? 1. 1. 2. 3. Fisiología Variables que afectan al confort térmico Temperatura operativa Normativa de confort térmico 2. 1. 2. ASHRAE 55 ISO 7730 Confort térmico adaptativo 3. 1. 2. Según ASHRAE 55 Según otras normativas Calidad del aire 4. 1. 2. Síndrome del edificio enfermo Contaminantes del aire 1. Fisiología Variables que afectan al confort térmico Temperatura operativa Normativa de confort térmico 2. 2. 1. 2. 3. 2. ASHRAE 55 ISO 7730 Confort térmico adaptativo 3. 2.Agenda Qué es el confort térmico? 1. 1. Síndrome del edificio enfermo Contaminantes del aire . Según ASHRAE 55 Según otras normativas Calidad del aires 4. 1. Los profesionales en climatización necesitan condiciones de diseño objetivas que aseguren aceptabilidad por la mayoría de los ocupantes.Qué es el confort térmico?: Fisiología El confort térmico depende de varios fenómenos complejos muy objetivos. Temperatura media del cuerpo humano 36. radiación.7°C . La base física del confort térmico de una persona se basa en el balance de calor de su cuerpo con el medio ambiente: conducción. pero también de percepciones muy subjetivas. respiración. evaporización. convección. Si la tasa de intercambio de calor es mayor que la tasa de producción de calor el cuerpo se enfría. Existen estándares que facilitan esta tarea. si es menor el cuerpo se calienta. Problema complejo que incluye transferencia de calor en estado transitorio. .Qué es el confort térmico?: Fisiología El calor producido por el metabolismo del cuerpo humano debe ser disipado al ambiente. Tasa de actividad metabólica .Qué es el confort térmico?: Fisiología La producción total de energía del cuerpo humano esta representada por: Ask representa la superficie de la piel M representa la tasa de producción metabólica del cuerpo humano expresado por área en unidades de met Jesus Soto. Temperatura del cuerpo se asume constante.Qué es el confort térmico?: Fisiología Ejemplo: considerando una actividad ligera de oficina cuál es la producción de energía de una persona promedio? La mayoría de actividades interiores en edificios de oficina tienen una producción de energía entre 90 y 120 W (por persona). Para simplificar cálculos se considera que toda la producción de energía se transfiere al ambiente. . •Variar temperaturas de consigna de los sistemas para calefacción y para refrigeración .Qué es el confort térmico?: Variables Los parámetros más importantes para definir un ambiente son: •Temperatura seca del aire •Temperatura media radiante •Humedad del aire •Velocidad del aire •Vestimenta •Actividad Estos parámetros (a excepción de la actividad) pueden ser modificados para mantener confort térmico a un menor consumo energético posible. Thermal Environmental conditions for human occupancy. temperatura bulbo húmedo Velocidad del aire: 0.2 m/s (espacios sin ventilación natural)1 Vestimenta: unidad de medida clo.5 (verano) a 1 (invierno) Actividad: tasa metabólica 1ASHRAE 55 std.Qué es el confort térmico?: Variables Temperatura seca del aire: medida en los lugares de ocupación Temperatura media radiante: temperatura superficial que influye en un punto dado Humedad del aire: humedad relativa. desde 0. 2004 . Para actividades de oficina en interior se reduce a: hrad= 4. actividad y vestimenta. Handbook of fundamentals. velocidad del aire. Chapter 9: Thermal Confort .1 1ASHRAE. La temperatura operativa considera la combinación de la temperatura del aire y temperatura media radiante a la cual se puede mantener confort térmico.7 W/m2°C hcon= puede variar entre 4 y 14 W/m2°C dependiendo de la velocidad del aire y la actividad.Qué es el confort térmico?: Temperatura operativa La temperatura operativa es la que define los rangos aceptables de confort para valores dados de humedad. 1. 2. Síndrome del edificio enfermo Contaminantes del aire . 1. 2.Agenda Qué es el confort térmico? 1. 1. 2. Según ASHRAE 55 Según otras normativas Calidad del aires 4. Fisiología Variables que afectan al confort térmico Temperatura operativa Normativa de confort térmico 2. 3. 1. ASHRAE 55 ISO 7730 Confort térmico adaptativo 3. 2. Dos normas son comúnmente empleadas: ASHRAE 55 e ISO 7730 . Los parámetros incluyen: •Rangos aceptables de confort térmico •Rangos de aceptabilidad de los ocupantes •Modelos adaptativos de confort térmico •Medición de parámetros. entre otros.Normativa de confort térmico Sirven para definir parámetros aplicados al confort térmico de las personas en un ambiente interior. nivel de arropamiento Altitud máxima: 3000 msnm Tiempo: mayor a 15 minutos .Normativa de confort térmico ASHRAE 55: Thermal Environmental Conditions for Human Occupancy Combina factores térmicos interiores con factores personales para evaluar condiciones térmicas aceptables para la mayoría de los ocupantes. Factores térmicos: temperatura operativa. velocidad del viento Factores personales: actividad. humedad relativa. 2004 . Thermal Environmental conditions for human occupancy.Normativa de confort térmico Para una velocidad del aire de 0.012 Met: 1 a 1.2 m/s Límites de clo de 0.5 y 1 Índice de humedad: masa de vapor de agua sobre masa de aire seco. 0.3 ASHRAE 55 std. 2004 .Normativa de confort térmico Las temperaturas operativas mínimas y máximas pueden variar según el índice de arropamiento: ASHRAE 55 std. Thermal Environmental conditions for human occupancy. problemas nasales.012 No confundir índice humedad con humedad relativa. ASHRAE 55 std. 2004 .Normativa de confort térmico Límites de humedad: La norma ASHRAE 55 define un único límite superior de índice de humedad de 0. Thermal Environmental conditions for human occupancy. Índice de humedad es la masa de vapor de agua sobre masa de aire seco contenida en el aire interior No define un límite inferior de humedad. etc. sin embargo a humedades muy bajas se pueden presentar problemas de confort referentes a resequedad de la piel. 2004 . ASHRAE 55 std.Normativa de confort térmico Variación de la velocidad del aire: Para clo entre 0. Thermal Environmental conditions for human occupancy.3 met.5 y 0.7 y actividad entre 1 y 1. Muestra la variación de estos índices en función de varios parámetros térmicos como: estratificación del aire. Indica modelos analíticos para determinar el confort y disconfort a través de los índices de voto medio predicho (PMV) y de porcentaje de personas no satisfechas (PPD). pisos fríos y calientes. etc. .Normativa de confort térmico ISO 7730: Ergonomics of the thermal environment Describe métodos de predicción general de sensación térmica y grado de disconfort para ambientes térmicos moderados. Ergonomics of the thermal environment—analytical determination and interpretation of thermal comfort using calculation of the PMV and PPD indices and local thermal comfort criteria.Normativa de confort térmico Voto medio predicho PMV (Predicted mean Vote) Porcentaje de personas no satisfechas PPD (Predicted percentage dissatisfied) +3 Muy caliente +2 Caliente +1 Poco caliente 0 Neutro -1 Poco frío -2 Frío -3 Muy frío No se puede encontrar satisfacción para el 100% de los ocupantes ISO. E. . 7730: 2006. Ergonomics of the thermal environment—analytical determination and interpretation of thermal comfort using calculation of the PMV and PPD indices and local thermal comfort criteria. 7730: 2006.Normativa de confort térmico Variación vertical de la temperatura ISO. E. . Normativa de confort térmico Variación de la temperatura del suelo ISO. E. 7730: 2006. Ergonomics of the thermal environment—analytical determination and interpretation of thermal comfort using calculation of the PMV and PPD indices and local thermal comfort criteria. . 1. 2. 1. 1. 2. 2. Síndrome del edificio enfermo Contaminantes del aire . 1.Agenda Qué es el confort térmico? 1. 2. 3. ASHRAE 55 ISO 7730 Confort térmico adaptativo 3. Fisiología Variables que afectan al confort térmico Temperatura operativa Normativa de confort térmico 2. Según ASHRAE 55 Según otras normativas Calidad del aires 4. Las personas suelen adaptarse a condiciones más extremas. Usan diferentes formas de adaptación: arropamiento. . el cuerpo humano se adapta. etc. En países en desarrollo el rango se extiende aún más. ventanas y puertas operables. Ejemplos de esto: personas que viven en la costa y en la sierra o altas montañas.Confort térmico adaptativo Las personas tienden a adaptarse a rangos de confort más extendidos en climas cálidos y fríos. Confort térmico adaptativo Espacios naturalmente ventilados según ASHRAE 55 ASHRAE 55 std. Thermal Environmental conditions for human occupancy. 2004 . Confort térmico adaptativo Según norma ISO 7730. ISSO74 y EN15251 . 1. ASHRAE 55 ISO 7730 Confort térmico adaptativo 3. 2. 2. Síndrome del edificio enfermo Contaminantes del aire . 2. 1. Fisiología Variables que afectan al confort térmico Temperatura operativa Normativa de confort térmico 2. 2. 1. Según ASHRAE 55 Según otras normativas Calidad del aire 4.Agenda Qué es el confort térmico? 1. 3. 1. Generalmente en edificios que tienen sistemas centralizados de aire acondicionado y que son herméticos. . Los síntomas no se presentan en otros ambientes fuera del edificio enfermo.Calidad del aire Síndrome del edificio enfermo (SBS) Ocupantes de edificios presentan síntomas de enfermedad. generalmente más del 20% de los ocupantes. Contaminantes en el aire que no pueden ser evacuados con facilidad. Olores que generan malestar en los ocupantes. se recomienda que no sea 700 ppm más que la concentración exterior (350 ppm promedio) . ASHRAE 62. Dióxido de carbono CO2: producto del metabolismo. una cantidad mínima de aire fresco es lo único necesario para garantizar la calidad del aire. Usualmente.Calidad del aire La calidad del aire es primordial no solo por el confort de los usuarios sino también para asegurar la salud y productividad de los mismos. define límites máximos aceptables de contaminantes de aire. afecta a la hemoglobina. baños 60 cfm en salas de fumadores Control puede hacerse según la concentración de CO2 . afecta al sistema respiratorio. Dióxido de sulfuro SO2: producto de la combustión de carbón o diesel. Estos rangos vrían según la utilidad de la zona: 20 cfm en salas de conferencia y comedores 50 cfm en lugares públicos. Máximo 9 partes por millón durante 8 horas. Para mantener la calidad del aire la ASHRAE recomienda una cantidad de aire fresco mínimo de 15 pies cúbicos por minuto (cfm) por persona en zonas de oficinas.Calidad del aire Monóxido de carbono CO: producto de una combustión incompleta. light and noise. New York: McGraw-Hill. ASHRAE "55: Thermal environmental conditions for human occupancy. 15251-2007. "American society of heating." American Society of Heating." Atlanta. Peter Curtiss. Atlanta (2004). . E. EN. ISO. (2007). Refrigerating and Air-Conditioning Engineers. ASHRAE Fundamentals. Criteria for the indoor environment including thermal.. 2010. Standard. and Ari Rabl. Heating and cooling of buildings: design for efficiency. Jan F. GA (2009). C. indoor air quality. refrigerating and air-conditioning engineers. Ergonomics of the thermal environment— analytical determination and interpretation of thermal comfort using calculation of the PMV and PPD indices and local thermal comfort criteria. 7730: 2006.Bibliografía • • • • • Handbook. Kreider. Brussels: European Committee for Standardization. cbe. M. C. (2001). M. InProceedings of the Windsor Conference 2001: Moving Thermal Comfort Standards into the 21st Century (pp. J. A New Hybrid Thermal Comfort Guideline for the Netherlands (ISSO 74: 2014). Parsons. Sourbron. J. Introduction to thermal comfort standards.berkeley. 19-30). C.. & Helsen. (2010). A.NTP-289. & van Weele. van Hoof. INSHT. In10th REHVA WORLD CONGRESS" Sustainable Energy Use in Buildings". A. (1990). Síndrome del edificio enfermo: factores de riesgo. K..edu/comforttool/ Berenguer. http://smap.. .Bibliografía • • • • • Boerstra. M. Identifying appropriate thermal comfort criteria for buildings equipped with thermally active building systems (TABS). Madrid. L. . 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