Propiedades térmicas y ahorro energético

1. PROPIEDADESPROPIEDADES
TÉRMICASTÉRMICAS

3. Propiedades mecánicas:
ESTABILIDAD DE LOS EDIFICIOSESTABILIDAD DE LOS EDIFICIOS
Propiedades térmicas:
CONFORT - ABRIGO - HABITABILIDADCONFORT - ABRIGO - HABITABILIDAD
visiblevisible
sensiblesensible

4. hay que dar
RESPUESTASRESPUESTAS
TÉRMICASTÉRMICAS
a las
SOLICITACIONESSOLICITACIONES
TÉRMICASTÉRMICAS

5. para obtener
HABITABILIDAD:HABITABILIDAD:
ABRIGO – CONFABRIGO – CONFORT

6. CONTROLAR
PÉRDIDASPÉRDIDAS
DE CALORDE CALOR
invierno
GANANCIASGANANCIAS
DE CALORDE CALOR
verano
temp.ext.
Flujo térmico
ascendente/descendente
Flujo térmico
horizontal
temp.int
Flujo térmico
ascendente/descendente
Flujo térmico
horizontal

7. AISLACIÓNAISLACIÓN
TÉRMICATÉRMICA

8. ¿¿POR QUÉ AISLARPOR QUÉ AISLAR
TÉRMICAMENTE UN EDIFICIO?TÉRMICAMENTE UN EDIFICIO?
PARA ECONOMIZAR ENERGÍAPARA ECONOMIZAR ENERGÍA
( < FLUJO TÉRMICO ++ o -- POR LA ENVOLVENTE)
PARA > CONFORT TÉRMICOPARA > CONFORT TÉRMICO
( < DIFERENCIA DE TEMPERATURA ENTRE LAS SUP.
INTERIORES DE LAS PAREDES Y EL AMBIENTE INT.)
PARA SUPRIMIR LOS FENÓMENOSPARA SUPRIMIR LOS FENÓMENOS
DE CONDENSACIÓNDE CONDENSACIÓN
PARA EVITAR HUMEDADES EN LOSPARA EVITAR HUMEDADES EN LOS
CERRAMIENTOSCERRAMIENTOS

9. ¿QUÉ ES LA ENERGÍA ?¿QUÉ ES LA ENERGÍA ?
ES UNA MAGNITUD FÍSICA
ES LA CAPACIDAD QUE TIENEN LOSES LA CAPACIDAD QUE TIENEN LOS
CUERPOS PARA PRODUCIRCUERPOS PARA PRODUCIR
TRABAJOTRABAJO
MECÁNICO.MECÁNICO.
PROPIA de cada cuerpo o sistema
material
(Propiedad o cualidad medible)

10. En el universo NO puede existir creación o desaparición
de energía, sino:
de movimientomovimiento (cinética),
de posiciónposición (potencial),
de calorcalor (calorífica),
de electricidadelectricidad (eléctrica),
de radiacionesradiaciones electromagnéticaselectromagnéticas, etc.
PRINCIPIO DE CONSERVACIÓN
DE LA ENERGÍA
La ENERGÍA total de un sistema
aislado se mantiene CONSTANTE
TRANSFERENCIA desde un sistema a otro o
TRANSFORMACIÓN DE ENERGÍA de una forma a otra.

11. ¿ CUÁL ES ORIGEN DE CASI TODAS¿ CUÁL ES ORIGEN DE CASI TODAS
LAS FORMAS DE ENERGÍA ?LAS FORMAS DE ENERGÍA ?

12. FUENTES DE ENERGÍAFUENTES DE ENERGÍA

13. CLASIFICACIÓN DE LAS
FUENTES DE ENERGÍA

14. Cuando pasa a un centro de transformación: refinería de
petróleo, central hidroeléctrica o termoeléctrica, etc.
Ej: agua (energía primaria)(energía primaria), sufre tratamiento en centrales
hidroeléctricas o termoeléctricas (centro de transformación)(centro de transformación)
generando energía eléctrica (energía secundaria).(energía secundaria).
 recursos naturales (sin proceso de transformación).
 disponibles para su uso energético en forma
1) DIRECTA: hidráulica, biomasa, leña, eólica, solar.
2) INDIRECTA: extracción de petróleo crudo, gas natural,
carbón mineral.

15. Habituales o que se emplea tecnología de uso común.
Ej: petróleo, carbón mineral, gas natural, la electricidad, la
energía nuclear.
No tan desarrolladas,
por falta de avance tecnológico o
por cuantiosos gastos de extracción y aprovechamiento o
por carecer de recursos indispensables.
Ej: eólica, solar, geotérmica, biogas, mareomotriz, undimotriz
(olas).

16. Ej: hidráulica, mareomotriz, undimotriz (de las olas), solar,
geotérmica, eólica.
Se obtiene de fuentes naturales virtualmente inagotables:
por la gran cantidad de energía que contienen,
porque son capaces de regenerarse por medios naturales.
se agotan con el uso,se agotan con el uso,
al consumirse no se pueden reponer,al consumirse no se pueden reponer,
en algún momento se acabaránen algún momento se acabarán
será necesario disponer de millones de años de evoluciónserá necesario disponer de millones de años de evolución
similar para contar con ellas.similar para contar con ellas.Ej: combustibles fósiles (petróleo, gas natural, carbón)
energía nuclear.

17. SUMINISTRO ENERGÉTICO MUNDIAL
AÑO 2011
carbón
petróleo
gas
nuclear
Hidro-
eléctrica

18. 1
2
3
4
1
2
3
4 5
6
7
5
6 7
8
8
9
9
10/11/
12
12 14/13/
ENERGÍAS RENOVABLES- FIN DE 2006ENERGÍAS RENOVABLES- FIN DE 2006
* Giga w
** Billones de
litros por año
Grandes centrales
hidroeléctrica
Biomasa p/calefacción
Colectores solares p/
agua caliente/calefacc
Turbinas eólicas
Pequeñas centrales
hidroeléctrica
Centrales eléctricas de
biomasa
Producción de etanol
14
13
Centrales geotérmicas
Calefacción geotermal
11
10
Producción de
biodiesel
Energía solar p/redes
eléctricas
Energía solar p/calefac
Centrales térmicas de
concentración solar
Centrales oceánicas

19. PROYECCIÓN 2000-2050PROYECCIÓN 2000-2050
DISTINTOS TIPOS DE ENERGIA A NIVEL MUNDIALDISTINTOS TIPOS DE ENERGIA A NIVEL MUNDIAL

20. FORMAS DE PRODUCCIÓN DE
ENERGÍA RENOVABLE
HIDRÁULICA
EÓLICA
BIOMÁSICA
MAREOMOTRIZ
SOLAR
y otrasy otras

21. VENTAJAS
limpia
No contaminante
transformación
directa
renovable
ENERGÍA HIDRÁULICA
IMPACTO AMBIENTALIMPACTO AMBIENTAL:
pérdida de biodiversidad,
inunda grandes extens. de terreno (c/patrimonio cultural o paisajístico),
genera desplazamiento de poblaciones, pandemias (fiebre amarilla y dengue)
Central Hidroeléctrica
Yacyretá en Ituzaingó, Argentina
Del aprovechamiento de las ENERGÍAS CINÉTICA y
POTENCIAL de la corriente de ríos y saltos de agua.
DESVENTAJAS
Imprevisibilidad de las
precipitaciones
Capacidad limitada
Costo inicial elevado

22. IMIM
IMPACTO AMBIENTALIMPACTO AMBIENTAL:
impacto visual en el paisaje.
Ruido de baja frecuencia (trampa para aves).
ENERGÍA CINÉTICA del aire en movimiento. Para
convertirse en ENERGÍA MECÁNICA o ELÉCTRICA.
Aeroturbinas:
torre, generador y aspas.
Requerimiento:
Intensidad
(Veloc.Prom.: 5 /12.5 m/seg.)
regularidad en el régimen
de vientos.
molinos de viento moler granos
 bombear agua
Antecedentes: energía
ENERGÍA EÓLICA

23. De los compuestos orgánicos formados por procesos
naturales como la fotosíntesis.
En los edificios: producción de agua caliente, sistemas de
calefacción, caldeo de agua de piscinas y procesos industriales.
Ej: cultivos, residuos forestales, agrícolas y domésticos
transformados en combustibles.
ENERGÍA BIOMÁSICA
Calderas c/Calderas c/combustible
Biomasa:Biomasa: 50% de ahorro
en los costos respecto de
calderas de gasoil.
Recurso: Pellets de madera.
aserrín seco (de poda de
bosques y plantaciones
sostenibles) prensados.
(cilindros de unos 6-8 mm de
diámetro y 1 ó 2 cm de largo).

24. de las mareas: diferencia de altura media de los mares según
la posición relativa de la Tierra y la Luna.
energía mareomotriz alternador = energía eléctrica.
IMPACTO AMBIENTALIMPACTO AMBIENTAL:
altera el flujo del agua salada que sale y entra al estuario,
cambia la hidrología, salinidad,
provoca efectos negativos en los mamíferos marinos que
Alternador: transforma energía mecánica
en energía eléctrica.
ENERGÍA MAREOMOTRIZ

25. ENERGÍA SOLARENERGÍA SOLAR
Resultado de un proceso de FUSIÓN
NUCLEAR que ocurre en el interior del sol.
Esa radiación solar se puede transformar
directamente en:
•ELECTRICIDAD (solar eléctrica)
•CALOR (solar térmica).

26. ENERGÍA SOLAR ELÉCTRICA
Materiales semiconductores:Materiales semiconductores:
El material base es el siliciosilicio
(extraído de la arena común).(extraído de la arena común).
Energía delEnergía del solsol células fotovoltaicascélulas fotovoltaicas = ELECTRICIDADELECTRICIDAD

27. Eficiencia de conversión: alrededor de 15%.
Para proveer de energía eléctrica en las noches: baterías.baterías.

28. ENERGÍA SOLAR TÉRMICA:
 COLECTORES TÉRMICOSCOLECTORES TÉRMICOS
superficie expuesta a la radiación solar:
• absorber el calor y
• transmitirlo a un fluido que lo intercambia con el líquido a
calentar.
 3 GRANDES TIPOS DE APLICACIONES:
Agua Caliente, Calefacción, Climatización de piscinas.
• colectores de placa plana
• colectores de tubos de vacío
 MODELOS Y TIPOS:

29. COLECTORES DE PLACA PLANA

33. COLECTORES DE TUBOS DE VACÍO

35. 
LA ENERGÍA EN LA PRODUCCIÓN
Y EL MANTENIMIENTO DEL HABITAT
PRODUCCIÓN YPRODUCCIÓN Y
TRANSFORMACIÓNTRANSFORMACIÓN
DE MATERIALESDE MATERIALES
COMPONENTESCOMPONENTES
TRANSPORTE YTRANSPORTE Y
COLOCACIÓNCOLOCACIÓN
EN OBRAEN OBRA
USO YUSO Y
MANTENIMIENTOMANTENIMIENTO
•E.p/ producir mat.prima
•E.p/producir mat. de const
• E.consumida según mat.
•E. De TRANSPORTE
•E. De COLOCACIÓN
(máquinas y m.de obra)
• Menor consumo de E.
•Mayor consumo de E.
•Durante toda la vida
útil del edificio
•Rever E. en procesos de
producción de materiales
•Mat. regionales (transp)
•Tipo de S.C. (E. de
transporte y colocación)

36. EL CONSUMO DE ENERGÍAEL CONSUMO DE ENERGÍA
QUE REQUERIRÁ UN
EDIFICIO
PARA SU USO YPARA SU USO Y
MANTENIMIENTOMANTENIMIENTO
ES UNA
DECISIÓN DE DISEÑO

37. ¿QUIÉN LO PAGA?
 PODEMOS DETERMINAR “A PRIORI”
LA CANTIDAD DE ENERGÍA NECESARIA
PARA EL ACONDICIONAMIENTO
TÉRMICO DE UN EDIFICIO
 LA INFORMÁTICA AGILIZA
EL PROCESO DE MODELIZACIÓN
PARA OPTIMIZAR EL DISEÑO
> Instalación > costo equipo > costo
honorarios > costo mantenimiento

38. ¿CÓMO VAMOS A
ENCARAR EL TEMA?
Conociendo:

39. 1º) DATOS
REGIÓNREGIÓN
EMPLAZAMIENTOEMPLAZAMIENTO
USOUSO
CLIMACLIMA
TERRENOTERRENO
VEGETACIÓNVEGETACIÓN
ORIENTACIÓNORIENTACIÓN
ENTORNOENTORNO
DEMANDAS DE LA ACTIVIDADDEMANDAS DE LA ACTIVIDAD

40. a) Protección solar b) Captación solar
c) Protección de los vientos

41. 2º) CONCEPTOS FÍSICOS
CONCEPTOS Y UNIDADES DE CALORCONCEPTOS Y UNIDADES DE CALOR
(calor-temperatura-cantidad de calor-calor específico)
FUNDAMENTOS FÍSICOS DE LAFUNDAMENTOS FÍSICOS DE LA
TRANSFERENCIA DE CALORTRANSFERENCIA DE CALOR
(radiación-convección-conducción)
FICHAS DE CÁTEDRA - INTERNET- BIBLIOGRAFÍA EN GRAL.

42. 3º) ANÁLISIS TÉRMICO
DE LOS MATERIALES
PROPIEDAD AISLANTE TÉRMICA DE LOS
MATERIALES
SEGÚN SU PESO ESPECÍFICO “PE ”
SU COEFICIENTE DE CONDUCTIBILIDAD TÉRMICA ““λλ””
(LAMBDA)

43. COEFICIENTE DE
CONDUCTIBILIDAD TÉRMICA
“lambda”
“λ” Kcal.m
m². h ºC
1m
1m
1m
1 hora
t1
t2
Es la cantidad de energía térmicacantidad de energía térmica (medida en Kcal)
que atraviesa un material de 1 m2 de sup. y 1 m de espesor,
en 1 hora de tiempo, cuando la diferencia de temperatura (∆t)
entre una cara o la otra del mismo es de 1º C.

44. A partir de la resistencia “R” del
cerramiento al paso del calor,
¿De qué aspectos del
cerramiento dependerá la
RESISTENCIARESISTENCIA?
¿Cómo se obtiene el valor de la
DEMANDA ENERGÉTICA???

45. Ej: CORTE DE UN MURO EXTERIOR
Ladrillos: λ=
Resistencia
superficial
de ingreso
(rsi)
Resistencia
superficial
de egreso
(rse)
e1 e2 e3
INTERIOR
EXTERIOR
Revoques:
λ=

46. CONSTANTES:CONSTANTES: rsi y rse
e
λ
espesor Resist.
térmica
coef. λ Resist. térmica
VARIABLESVARIABLES:
•el material (con su “λ”)
•el espesor adoptado
DECISIÓNDECISIÓN
DELDEL
ARQUITECTOARQUITECTO
R =

47. LA CANTIDAD TOTAL DE ENERGIA QUE PASA: K
UNIDAD: Kcal/m2.h.ºC
K = 1/R
(Para la zona bioambiental a la que pertenece Mar del Plata)
COEFICIENTE DE TRANSMITANCIA TÉRMICA

48. Así tendremos el K de cada muro, de cada abertura,
del techo, del piso, etc. En Kcal/m2.h.ºC
Si a ese K lo multiplicamos por la superficie de esa parte,
y por la diferencia de temperatura que hay entre una
y otra cara de la misma:
Q = K . Sup. ∆t
Obtenemos el FLUJO TÉRMICO que tiene lugar a través de
la superficie considerada.
FLUJO TÉRMICO
(Kcal/h)
Equivalencia: 1 kcal / h = 1,16 watts
1 watt = 0,86 kcal/h

49. EL DISEÑO TÉRMICOEL DISEÑO TÉRMICO
DE LA ENVOLVENTEDE LA ENVOLVENTE

50. Incidencia de la RADIACIÓN SOLAR
en la envolvente de los edificios
• REFLEXIÓN / ABSORCIÓNREFLEXIÓN / ABSORCIÓN
• TRANSPARENCIATRANSPARENCIA
• INERCIA TÉRMICAINERCIA TÉRMICA
Depende de los MATERIALES:MATERIALES:
• PE, COLOR, TEXTURAPE, COLOR, TEXTURA

51. Entonces, la elección de los materiales
será de acuerdo a sus:
los colores
Todo ello da respuesta a las
SOLICITACIONES
TÉRMICAS
los espesores,
las texturas superficiales,
PROPIEDADES TÉRMICAS

52. El diseño de la envolvente
AHORRO ENERGÉTICO
en las INSTALACIONES DE
CONFORT TÉRMICO

53. EL ARQUITECTO
ES EL MÁS IMPORTANTE ACTOR
ES POSIBLE
En la UNIÓN EUROPEAEn la UNIÓN EUROPEA::
Normativa aplicable,
La DIRECTIVA DE EFICIENCIA ENERGÉTICA EN EDIFICIOSDIRECTIVA DE EFICIENCIA ENERGÉTICA EN EDIFICIOS,
similar a la ETIQUETA ENERGÉTICA de los electrodomésticos.
•construir edificios que aprovechen la energía del
entorno y
•expedir un certificado de EFICIENCIA
ENERGÉTICA para los edificios o unidades de
estos, que se construyan, vendan o alquilen.

54. % DE REQUERIMIENTOS DE
ENERGÍA EN USO VIVIENDA
CLIMATIZACIÓN Y
VENTILACIÓN...63.5%
CALENTAMIENTO DECALENTAMIENTO DE
AGUAAGUA..........19.4%
ILUMINACIÓNILUMINACIÓN....................................................... 2.5%
COCCIÓN Y CONSERVACIÓN DE ALIMENTOS.8.2%

55. el ARQUITECTO debe considerar:
al CONFORT TÉRMICO como
VARIABLE básica DE DISEÑO
NO como una INSTALACIÓN
AGREGADA como consecuencia
de las pérdidas o ganancias de
calor de la envolvente

56. EL CONSUMO DE ENERGÍAEL CONSUMO DE ENERGÍA
QUE REQUERIRÁ UN
EDIFICIO
PARA SU USO YPARA SU USO Y
MANTENIMIENTOMANTENIMIENTO
ES UNA
DECISIÓN DE DISEÑO