Transmisión: térmica y acústicaTransmisión: térmica y acústica. Aplicación al cálculo.

Preparado por Jaume Roset Calzada para el master “I t ió d E í R bl l A it t ”“Integración de Energías Renovables en la Arquitectura”.

Barcelona,5 octubre 2010

Duración estimada: 2h15mDuración estimada: 2h15m

Índice:

- Transmisión Térmica:

Coeficiente U

- Transmisión en Acústica:Inmisión, leyes de masas y frecuencias, concepto de , y y , preverberación

- Aplicación al cálculoAplicación al cálculo

Transmisión de calorTransmisión de calor

C d ió C t t t ólid• Conducción: Contacto entre sólidos

• Convección: Contacto por movimiento de fluidos

• Radiación: Contacto por intercambio de radiación electromagnética

¿y la evaporación?¿y p

Transmisión de calorTransmisión de calor

• Desde 2006 λ; K=>U

• resistencia total = suma de resistencias de las capas• R = rsi + ∑ e/λ + (rca)+ rse U = 1 / R

valores típicos de resistencias • con: rsi , rse = resistencies superficiales interior y

exterior (linealización del comportamiento convectivo y radiativo)

•

(m2h ºC/kcal)

0,15 – 0,05

0 20• rca = resistencia de la cámara de aire (si existe)

• e , λ = grosor y conductividad térmica de cada capa

0,20

aislantes 0,03 otros 0,6 – 1,4

• U = coeficiente de transmisión térmica del cerramiento

• (W / ºC i m2 ó kcal / h, ºC i m2)

Transmisión de calor: Inercia térmica: retardo y amortiguamiento

R t d té i• Retardo térmicofórmulas del tipo:

• R = 1,382 x grosor x √ 1/Vd

• con: velocidad de difusión• con: velocidad de difusiónVd = λ / (ce x pes per m2)

• Amortiguamientoγ = exp (- grosor √ Vd)

COMPORTAMIENTO GENERAL TÉRMICOInercia de los edificios:

C= ∑ δ · Vol · cesp

inercia de la piel inercia del interiorinercia de la piel inercia del interior

Comportamiento de las ondas ante los obstáculos:acústica, radiación y luz

Ii I + I + It• Ii = Ir + Ia + ItEs decir: 1 = r + a + t (en general)• con r, a y t coeficientes de reflexión,

absorción y transmisiónabsorción y transmisión, respectivamente

• 1 = r + α(para la acústica con α = t + a)

AcústicaAcústica

• Algunos valores de α

Acabado 125 Hz 250 Hz 500 Hz 1000 Hz 2000 Hz 4000 Hz

Ladrillo 0,05 0,04 0,02 0,04 0,05 0,05, , , , , ,

Hormigón 0,02 0,02 0,02 0,04 0,05 0,05

Corcho 0,05 0,10 0,20 0,55 0,60 0,55Corcho 0,05 0,10 0,20 0,55 0,60 0,55

Lana vidrio 0,15 0,40 0,60 0,65 0,60 0,60

Madera 0 05 0 04 0 03 0 03 0 03 0 03Madera barnizada

0,05 0,04 0,03 0,03 0,03 0,03

Moqueta 0,14 0,32 0,45 0,45 0,40 0,35

Huecos 1 1 1 1 1 1

Transmisión del sonido: nivel acústico en un local reverberante

l id t ( ) l l lel sonido que penetra (o se genera) en el local =

el sonido que se pierde por absorciónel sonido que se pierde por absorción

R = 10 log (1/t)

Transmisión del sonido: ley de masas y frecuencias

R del cerramiento en dB

6 dB

masa del cerramiento o frecuencia del sonido

• R = 20 log (ω x m) / 2Z• donde: R = Reducción del sonido (dB)

masa del cerramiento o frecuencia del sonido

• ´ ω = frecuencia angular del sonido• m = masa del cerramiento (kg / m2)• Z = impedancia del aire = densidad x velocidad de

propagaciónpropagación• existen discontinuidades (valores menores de R) para las frecuencias críticas y

resonantes del cerramiento (zonas más graves y más agudas del espectro)

transmissió del so: tancaments dobles (cambres d’aire)(cambres d aire)

20 l 1 / 2Z + R 20 l 2 / 2Z > R 20 l• 20 log ω x m1 / 2Z + R = 20 log ω x m2 / 2Z > R = 20 log ω x (m1+m2) / 2Z

•• resultat teòric que a la pràctica no és tan positiu però que en tancamentsresultat teòric, que a la pràctica no és tan positiu, però que en tancaments

d’un pes mínim fa que sigui molt millor dos tancaments independitzats que un que tingui la massa suma de les dels dos tancaments

• a la pràctica l’aïllament depèn del gruix de la cambra, de les ressonàncies, de la formació d’ones estacionàries, etc., fins al punt que, en casos extrems, l’aïllament pot ser pitjor que en un tancament sense cambra del mateix pes (parets dobles de dos pannells idèntics que ressonen p (p p qconjuntament, creant l’efecte tambor).

• es recomanen cambres de més de 9 cm, amb material absorbent a l’interior sense cap lligam rígid entre les cares que si és possible no seranl interior, sense cap lligam rígid entre les cares, que si és possible no seran paral·leles i amb els dos pannells de diferent composició (pes, morter,...)

Aplicación al cálculoAplicación al cálculo

• Combinamos las U’s- El caso estacionario- Otros factoresOtros factores

• Cálculos de acústica

Transmisión de calor: temperaturas en un

• Flujo total de calor =

Transmisión de calor: temperaturas en un cerramiento: régimen estacionario

• Flujo total de calor = (Tint - Text) U = Cualquier flujo parcial de calor

• Flujo del interior hasta una capa = (Tint - Tcapa) / resistencia parcial hasta la capa.

• De donde: (Tint - Text) U = (Tint - Tcapa) / resistencia parcial

• Tcapa = Tint - (Tint - Text) · U·Tcapa = Tint - (Tint - Text) U resistencia parcial

• en el caso de querer conocer la temperatura superficial interior :

• Tsi = Tint (Tint Text) · U · rsi• Tsi = Tint – (Tint – Text) · U · rsi(rsi = 0,15 aprox.)

Transmisión del sonido: Nivel acústico en un local reverberanteNivel acústico en un local reverberante

el sonido que penetra (o se genera) en el local =

el sonido que se pierde por absorción

- Cálculo igualando las potencias acústicas• W = ∑ Ii x Si x αi con: W la potencia del sonido que logra entrar (Watt) ;

U d t l hi ót i b t I S l i t id d• Una vez dentro, en la hipótesis reverberante, I, S, α son las intensidades (W/m2), superficies (m2)y absorciones

• suponiendo que el nivel de sonido (Ir) en el local es uniforme: • W = Ir ∑ Si x αi y por tanto:• W = Ir ∑ Si x αi y por tanto:• intensidad de régimen en el local: Ir = W / A (A = unidades de absorción

del local)• en dB: Lr (dB) = 10 log (Ir / 10^(-12)) = 10 log W / Aen dB: Lr (dB) 10 log (Ir / 10 ( 12)) 10 log W / A

• Gràcies!

• Gracias!

• Jaume Roset Calzada

roset@fa.upc.edu

Referencias: www.isover.com-Clase: “Les parets també pesen”. Rafael Serra FlorensaP t ió ”C f t li áti ” H l C h R-Presentación: ”Confort climático”. Helena Coch Roura