método rtsm

16
I. Fundamentos del método. En este texto se van a exponer los fundamentos del método RTSM. Una explicación más detallada del mismo puede encontrarse en la bibliografía especializada [1], [2], [3] y [4]. El método RTSM se basa en la idea de que cualquier ganancia de calor que se produce en un local se puede descomponer en dos componentes, una porción radiante y una porción convectiva. La porción convectiva se puede considerar que es una carga instantánea, pero la porción radiante tiene un fuerte componente de inercia térmica que se evalúa por medio de los coeficientes RTFs (radiant time factors). Así el método consta de dos pasos básicos: en un primer paso se calculan las ganancias de calor debidas a las diferentes aportaciones (ventanas, cerramientos opacos, ocupantes, ventilación, iluminación y otras cargas internas) y en un segundo paso se calcula la carga de refrigeración correspondiente a cada una de esas aportaciones. II. Cálculo de la intensidad de radiación solar incidente sobre una superficie. Para calcular las ganancias de calor a través de huecos (ventanas, claraboyas, etc.) y cerramientos opacos es necesario disponer de información sobre la radiación solar incidente sobre ese hueco o cerramiento. El procedimiento para calcular esa radiación incidente es el que se describe a continuación. La figura 1 muestra una representación esquemática de los ángulos solares. Figura 1. Ángulos solares, [1].

Upload: ferillan

Post on 12-Feb-2015

101 views

Category:

Documents


4 download

TRANSCRIPT

Page 1: Método RTSM

I. Fundamentos del método. En este texto se van a exponer los fundamentos del método RTSM. Una explicación más detallada del mismo puede encontrarse en la bibliografía especializada [1], [2], [3] y [4].

El método RTSM se basa en la idea de que cualquier ganancia de calor que se produce en un local se puede descomponer en dos componentes, una porción radiante y una porción convectiva. La porción convectiva se puede considerar que es una carga instantánea, pero la porción radiante tiene un fuerte componente de inercia térmica que se evalúa por medio de los coeficientes RTFs (radiant time factors). Así el método consta de dos pasos básicos: en un primer paso se calculan las ganancias de calor debidas a las diferentes aportaciones (ventanas, cerramientos opacos, ocupantes, ventilación, iluminación y otras cargas internas) y en un segundo paso se calcula la carga de refrigeración correspondiente a cada una de esas aportaciones.

II. Cálculo de la intensidad de radiación solar incidente sobre una superficie. Para calcular las ganancias de calor a través de huecos (ventanas, claraboyas, etc.) y cerramientos opacos es necesario disponer de información sobre la radiación solar incidente sobre ese hueco o cerramiento. El procedimiento para calcular esa radiación incidente es el que se describe a continuación. La figura 1 muestra una representación esquemática de los ángulos solares.

Figura 1. Ángulos solares, [1].

Page 2: Método RTSM

II.1. Obtención del ángulo de incidencia de la radiación solar. A. Cálculo de la hora solar aparente (AST).

60 15 (1)

Donde: ‐ LST: hora solar local. ‐ ET: coeficiente de tiempo (tabla 1). ‐ LSM: meridiano estándar local (en España 0). ‐ LON: longitud del lugar considerado.

B. Cálculo del ángulo horario (H).

15 12 (2)

C. Cálculo del ángulo de altitud solar (β). (3)

Donde: ‐ L: latitud del lugar considerado. ‐ δ: ángulo de declinación (tabla 1).

ET

(minutos) Declinación (δ)

(grados) A

(W/m2) B C

Enero 11.2 20.2 1202 0.141 0.103Febrero 13.9 10.8 1187 0.142 0.104Marzo 7.5 0.0 1164 0.149 0.109Abril 1.1 11.6 1130 0.164 0.120Mayo 3.3 20.0 1106 0.177 0.130Junio 1.4 23.45 1092 0.185 0.137Julio 6.2 20.6 1093 0.186 0.138Agosto 2.4 12.3 1107 0.182 0.134Septiembre 7.5 0.0 1136 0.165 0.121Octubre 15.4 10.5 1166 0.152 0.111Noviembre 13.8 19.8 1190 0.142 0.106Diciembre 1.6 23.45 1204 0.141 0.103

Tabla 1. Datos solares para el día 21 de cada mes, [1].

D. Cálculo del azimut solar. Medido desde el norte, es decir, medido como el ángulo que la proyección solar forma con el eje norte –sur y comenzando a contar desde el norte, el azimut solar se puede obtener como:

(4)

En este cálculo hay que tener en cuenta que la expresión (4) no distingue entre mañana y tarde – cos (154.16º)=0.9 y cos(205.84º)=0.9, pero el primer caso corresponde a un azimut inferior a 180º (antes de las 12 h solares) y el 2º caso a un azimut superior a 180º (después de las 12 h solares) –, por tanto si se implementa en Excel esta fórmula será necesario darle un formato condicionado al valor de la hora solar local (LST).

Page 3: Método RTSM

E. Cálculo del azimut sol‐superficie. Ψ (5)

Siendo Ψ el ángulo que forma la normal a la superficie considerada con el eje norte‐sur (medido en sentido horario y comenzando a medir desde el norte).

F. Cálculo del ángulo de incidencia. Σ Σ (6)

Donde Σ es la inclinación de la superficie considerada (0 si es horizontal, 90 si es vertical). Por tanto, este ángulo de incidencia depende, además de la inclinación de la

superficie considerada, de la altitud solar β y del azimut sol‐superficie γ. Es necesario tener en cuenta que valores de γ mayores que 90º o menores que 90º implican que el sol se encuentra por detrás de la superficie y, por tanto, esa superficie no recibirá radiación solar directa (aunque sí radiación difusa).

II.2. Obtención de la radiación solar. A. Cálculo de la radiación solar directa total. La radiación solar directa total puede obtenerse como:

⁄ (7)

Donde:

‐ A y B pueden obtenerse de la tabla 1 y β es el ángulo de altitud solar calculado anteriormente. Es importante tener en cuenta que valores de β menores que cero implican que el sol se encuentra por debajo del horizonte y por tanto, es ese caso, la radiación solar será nula.

‐ CN es el coeficiente de claridad, que nos da una idea de la turbiedad de la atmósfera. Su valor oscila entre 0.9 para atmósfera muy turbia (por ejemplo en zonas contaminadas o con mucha humedad en el ambiente) y 1.15 para atmósferas muy claras (sin contaminación y atmósfera despejada). En ausencia de información, tomar CN=1.

B. Cálculo de la radiación solar directa incidente. La radiación solar directa incidente se obtiene inmediatamente a partir de la radiación solar y del ángulo de incidencia como:

(8)

C. Cálculo de la radiación solar difusa. El cálculo de la radiación solar difusa incidente sobre una superficie depende de la inclinación de la misma.

‐ Para superficies verticales: (9)

Donde: C se toma de la tabla 1. Y=0.45 si 0.20 0.55 0.437 0.313 si 0.20

Page 4: Método RTSM

‐ Para superficies no verticales: 1 Σ

2 (10)

Donde Σ es el ángulo de inclinación de la superficie (medido sobre la horizontal).

D. Cálculo de la radiación difusa reflejada. La radiación difusa reflejada por el suelo se obtiene como:

1 Σ2

(11)

Donde es el coeficiente de reflexión del suelo (tabla 2).

E. Cálculo de la radiación total. La radiación total incidente sobre una superficie se obtendrá como suma de la radiación directa incidente, la radiación difusa (depende de si la superficie es vertical u horizontal) y la radiación difusa reflejada:

(12)

Tabla 2. Coeficientes de reflexión de distintos tipos de suelo, [1].

III. Cálculo de la temperatura sol‐aire. La Tª sol‐aire se define como aquella Tª que debería tener el aire exterior para que el flujo de calor sobre una superficie considerada, en ausencia de transmisión de calor por radiación, fuese el mismo que el que se tiene en una situación real en la que, además de intercambio de calor por convección con el ambiente circundante, existe transmisión de calor por radiación.

Su determinación es necesaria para calcular la ganancia de calor a través de cerramiento opacos. Se puede obtener como:

, , (13)

Donde:

Page 5: Método RTSM

‐ to,h es la Tª seca exterior en la hora h considerada. Su valor se determina a partir del dato de Tª seca exterior máxima recogido en [5] y la corrección que debe hacerse de ese valor en función de la oscilación media diaria de temperaturas en la localización considerada, según el procedimiento descrito en la UNE 10014 [6].

‐ es el coeficiente de absorción de la radiación solar de la superficie. ‐ Et es la radiación total incidente sobre la superficie. ‐ hc es el coeficiente convectivo combinado (tiene en cuenta tanto el efecto de la

convección propiamente dicho como el aporte de la radiación), que puede tomarse del CTE (anexo E de la HE1) [7].

Una vez que se ha proporcionado un método para calcular la radiación total incidente sobre una superficie y la Tª sol‐aire, se puede abordar el cálculo de las distintas ganancias de calor.

IV. Obtención de las ganancias de calor.

IV.1. Ganancia de calor a través de cerramientos opacos. La ganancia de calor a través de cerramientos opacos está fuertemente influenciada por la inercia térmica del cerramiento, que se tiene en cuenta a través de los factores CTSFs (conduction time series factors), que son factores de respuesta del cerramiento ante variaciones en las condiciones térmicas. Para cada hora del día h, la ganancia de calor por conducción a través de un cerramiento se obtiene como:

, , _ (14)

Donde:

‐ U: coeficiente global de transmisión de calor del cerramiento (W/m2∙K). ‐ A: superficie del cerramiento (m2). ‐ cj: coeficiente CTSF. ‐ te,h_jδ:: Tª sol‐aire j horas antes. ‐ trc: Tª en el interior del local.

En esta expresión, los coeficientes CTSF nos dan una idea de la cantidad de la cantidad de calor que se ha almacenado previamente en el cerramiento y es liberada en la hora considerada. Como puede apreciarse en la figura 2, para cerramientos ligeros, los valores de CTSF serán altos en las primeras horas y cercanos a cero en el resto, mientras que para muros pesados los valores de CTSF se mantendrán relativamente constantes durante las 24 horas de cálculo consideradas.

Page 6: Método RTSM

Figura 2. Evolución del factor CTS para 3 tipos de muros.

El valor de los factores CTSF depende de la composición del cerramiento y existen en la bibliografía especializada [1] tablas que proporcionan su valor para las composiciones de cerramientos más típicas. Alternativamente, puede emplearse el software PRF/RTF Generator [8], que permite obtener todos los parámetros necesarios para la aplicación del método RTSM.

IV.2. Ganancia de calor a través de cerramientos semitransparentes. La ganancia de calor a través de cerramientos semitransparentes (ventanas) se debe a tres aportaciones diferentes:

• Radiación transmitida a través de las ventanas.

• Parte de la radiación absorbida por la ventana y que es posteriormente transmitida al interior del local.

• Calor transmitido por conducción/convección a través de la ventana.

Para simplificar el proceso de cálculo, habitualmente se calcula por un lado la ganancia de calor por conducción convección y por otro lado la ganancia por radiación transmitida y absorbida.

El cálculo de la ganancia de calor por conducción convección se realiza de forma inmediata aplicando la siguiente expresión:

, , (15) Donde:

‐ U: coeficiente global de transmisión de calor del hueco (W/m2∙K). ‐ A: superficie del hueco (m2). ‐ toh:: Tª seca exterior a la hora h (no confundir con Tª sol‐aire). ‐ trc: Tª en el interior del local.

0

0,02

0,04

0,06

0,08

0,1

0,12

0,14

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

CTSF

HORA

Muro ligero

Muro medio

Muro pesado

Page 7: Método RTSM

Para obtener la ganancia de calor por radiación a través de ventanas es necesario determinar primero el coeficiente SHGC (solar heat gain coefficient). Es un coeficiente adimensional que depende de la composición de la ventana y del ángulo de incidencia de la radiación ,θ, (para radiación solar directa, en el caso de radiación difusa sólo depende de la composición de la ventana). Su valor para las composiciones más típicas de ventanas puede encontrarse en la bibliografía especializada [1], [9]En la práctica, estas tablas están limitadas a un número relativamente pequeño de ventanas tipo, por lo que lo que habrá que hacer es buscar aquella composición más parecida a la de la ventana objeto de estudio. Se debe buscar aquella composición que, al menos, tenga el mismo nº de capas, un valor de transmitancia de luz visible (Tv según la nomenclatura empleada en estas tablas) lo más parecido posible al de la ventana objeto de estudio y una descripción de la misma lo más cercana posible.

El coeficiente SHGC recibe en la normativa española (CTE‐DB HE) el nombre de factor solar del vidrio (g)1 y se define como el porcentaje de energía que atraviesa una superficie acristalada respecto a la radiación total incidente:

(16)

Donde:

‐ ED: radiación solar directa incidente. ‐ Ed: radiación solar difusa incidente.

‐ τD: transmitancia del vidrio para la radiación solar directa.

‐ τd : transmitancia del vidrio para la radiación solar difusa.

‐ αD: absortividad del vidrio para la radiación solar directa. ‐ αd : absortividad del vidrio para la radiación solar difusa. ‐ hci: coeficiente convectivo en la cara interior del vidrio, puede tomarse de [7]. ‐ hce: coeficiente convectivo en la cara exterior del vidrio, puede tomarse de [7].

Conocido el valor de SHGC, la obtención de la ganancia de calor por radiación a través de huecos se divide en ganancia por radiación directa y ganancia por radiación difusa:

, (17)

, (18)

, , (19) Donde:

‐ A: superficie total del hueco, incluido marco (m2). ‐ ASL: superficie del hueco libre de sombras (m2)

El cálculo de la proyección de sombras por un saliente horizontal o vertical se realiza partiendo

de los valores del ángulo de altitud solar β y el ángulo de azimut γ. A partir de estos dos ángulos se obtiene el ángulo de sombra como:

1 El CTE en su DB HE1 “Limitación de la demanda energética”, establece que el factor solar modificado de un hueco o lucernario se calcula a partir del factor solar de la parte semitransparente a incidencia normal, .

Page 8: Método RTSM

tanΩtan βtan γ

(20)

El ancho y alto de la sombra proyectada por el saliente se obtienen como:

|tan γ| (21) tanΩ (22)

Donde PH y PV son la profundidad del saliente horizontal y vertical respectivamente (ver figura 3).

La superficie expuesta a la radiación directa (ASL) y sombreada (ASH) se obtienen respectivamente como:

(23) (24)

Si existen elementos de sombra interiores como cortinas o persianas venecianas, el efecto de atenuación que producen estos elementos se tiene en cuenta a través de los coeficientes de atenuación IACs. La tabla 3 muestra los valores de los coeficientes de atenuación de algunas soluciones típicas. Información más detallada puede encontrarse en la bibliografía especializada [1], [9].

Figura 3. Proyección de sombras sobre una ventana, [1].

La tabla 3 proporciona además de los coeficientes de atenuación, el valor del factor mr, que representa el porcentaje de energía transmitida en forma de radiación a través del hueco:

(25)

Page 9: Método RTSM

Persianas Interiores Exteriores IAC mr IAC mr

Color claro 0.50 28.8 0.14 96.2Color medio 0.65 17.9 0.11 96.2Color oscuro 0.80 12.2 0.09 96.2

Cortinas interiores (cantidad de hilo) Espaciada Media Tupida IAC mr IAC mr IAC mr

Color claro 0.67 84.0 0.54 75.0 0.45 48.0Color medio 0.77 64.0 0.69 42.0 0.64 23.0Color oscuro 0.87 49.0 0.84 26.0 0.82 10.0

Tabla 3. Coeficientes de atenuación para persianas y cortinas.

Al aplicar los valores de la tabla 3 es necesario tener en cuenta que se ha supuesto que los elementos adicionales se regulan de forma que interrumpen totalmente el paso de la radiación directa, es decir, para un 100% de actuación. De no ser así, el factor IAC estaría comprendido entre el valor proporcionado en la tabla y la unidad (es habitual usar el valor medio entre ambos extremos).

IV.3. Ganancia de calor por ventilación. La ganancia de calor por ventilación tiene un componente latente y un componente sensible. El aire que entra desde el exterior se mezcla inmediatamente con el aire del local, variando sus condiciones térmicas, por lo que la ganancia de calor por ventilación se puede considerar instantánea, es decir, toda la ganancia de calor se contabilizará como carga térmica.

Los caudales de ventilación están fijados por la normativa española. Para el caso de edificios de viviendas, el CTE en su documento básico HS3 “Calidad del aire interior” [10] fija que los caudales de ventilación serán los que se recogen en la tabla 4.

Tabla 4. Caudales mínimos de ventilación exigidos por el CTE para edificios de viviendas. El nº de ocupantes se considera igual a 1 en dormitorios individuales e igual a 2 en dormitorios dobles; en

comedores y salas de estar se considera igual a la suma de los contabilizados para todos los dormitorios

Page 10: Método RTSM

de la vivienda. En los locales de las viviendas destinados a varios usos se considera el caudal correspondiente al uso para el que resulte un caudal mayor, [10] .

Para edificios del sector terciario, los caudales de ventilación son los establecidos en el RITE [11], que establece que los caudales de ventilación dependerán de la calidad de aire interior exigida en el edificio. El RITE fija distintos métodos para determinar el caudal necesario, siendo el más sencillo el que fija el caudal a partir del nivel de ocupación, tal y como se describe en la tabla 5.

Tabla 5. Calidad del aire interior (IDA) en base a la tasa de aire exterior por persona, [11].

Los valores de carga sensible y latente debidos a la ventilación pueden obtenerse como:

, , , , (26)

, , , (27)

Donde:

‐ : caudal de aire introducido desde el exterior (m3/s). ‐ ve: volumen específico del aire en las condiciones del exterior (m3/kg). ‐ W: humedad específica (kg/kg a.s.) (e→exterior, rc→interior del local). ‐ cp: calor específico (kJ/kgºC) (as→aire seco, va→vapor de agua). ‐ cf: calor latente de vaporización del agua (kJ/kg).

IV.4. Ganancia de calor por infiltraciones. El tratamiento de la ganancia de calor por infiltraciones es idéntico al de la carga por ventilación. El problema reside en estimar con precisión la cantidad de aire infiltrado. El aire se infiltra en el local debido a la mayor presión que tiene el mismo en el exterior del edificio, principalmente por la velocidad del aire que incide sobre los cerramientos, y por la diferencia de densidades existente entre el aire en el exterior y en el interior.

Existen además muchas instalaciones en las que no existen prácticamente infiltraciones, como pueden ser:

‐ Instalaciones en las que el volumen de aire de retorno es inferior al de impulsión, por lo que se mantiene el local a una cierta sobrepresión, por lo que en la práctica existen exfiltraciones y no infiltraciones.

‐ Instalaciones en las que no se incluye un ventilador en el retorno. ‐ Instalaciones en las que no existe extracción del aire al exterior.

Page 11: Método RTSM

IV.5. Ganancias de calor internas. Las ganancias internas de calor son debidas a la ocupación, iluminación y otro equipamiento. La ganancia de calor por ocupación tiene siempre un componente latente y un componente sensible, mientras que la carga por iluminación únicamente tiene componente sensible. La carga por equipamiento tendrá siempre un componente sensible y, dependiendo de los equipos que existan en el interior del local, podrá tener o no componente latente.

El componente latente de cualquiera de las ganancias de calor internas se considera carga instantánea, mientras que el componente sensible tiene un importante componente de inercia térmica y por tanto sólo una parte de la ganancia de calor sensible computará como carga térmica en cada instante.

La ganancia de calor por ocupación dependerá del número de ocupantes y del nivel de actividad que estén realizando esos ocupantes. Los datos de calor latente y sensible desprendido por una persona en función de su actividad están tabulados y recogidos en la bibliografía especializada [1], [12], [13]. La tabla 6 muestra un resumen de esa información.

La ganancia de calor por iluminación es, probablemente, la más importante de las ganancias internas de calor, especialmente en edificio del sector terciario, donde los niveles de iluminación son generalmente muy elevados, dando lugar a importantes cargas internas. Esta carga sólo tiene componente sensible y tiene un fuerte componente de inercia térmica que dependerá además del tipo de luminarias empleadas (incandescente, fluorescente, fluorescente con reactancia, etc.).

Tabla 6. Calor generado en distintas actividades físicas, [13].

La ganancia de calor por iluminación en cada instante se obtendrá como la suma las potencias de todas las luminarias encendidas en ese momento. En el caso de emplear iluminación fluorescente con reactancia habrá que sumar además el consumo de esas reactancias.

Page 12: Método RTSM

Finalmente, en un edificio pueden existir otras cargas internas debidas a la existencia de distintos equipos que disipan calor al ambiente, como pueden ser ordenadores, fotocopiadoras, televisores y, en general, cualquier equipo consumidor de energía. En la mayoría de los casos, estos equipos sólo emitirán calor sensible, aunque puede haber otros equipos como cafeteras, freidoras, lavavajillas, etc. que además aportan también carga latente. Sin embargo, cuando existen equipos que aportan carga latente, lo más frecuente es que exista también una campana extractora, que se suele asumir que saca del local tanto la carga latente como la carga sensible instantánea, por lo que en estos casos (cuando existe una campana extractora) sólo se suele contabilizar la ganancia de calor sensible emitida por estos equipos en forma de radiación.

V. División de las ganancias de calor en porciones radiante y convectiva. La carga térmica instantánea de un local se define como la cantidad de energía que se transmite por convección al aire de ese local por unidad de tiempo. El cálculo de la ganancia de calor por convección resulta complicado debido al intercambio de energía radiante que se produce entre distintas superficies, mobiliario, etc.

El método RTSM se basa en, una vez calculadas todas las ganancias de calor, separarlas en porciones radiante y convectiva. Toda la porción convectiva representará carga térmica instantánea, mientras que la porción radiante introduce un fuerte componente de inercia térmica que se evaluará según se describe en el punto VI.

La tabla 7 muestra los valores recomendados para dividir cada ganancia de calor en componente convectivo y radiante.

Page 13: Método RTSM

Tabla 7. Coeficientes recomendados para dividir las ganancias

de calor en componente radiante y convectivo, [1].

VI. Conversión de la ganancia de calor radiante en carga térmica. Para convertir la parte radiante de las ganancias horarias de calor en carga horaria, el método RTSM utiliza los factores RTF (radiant time factor). El método RTSM calcula la carga térmica en un instante dado en base a la ganancia de calor que se tiene tanto en ese instante, como en las horas anteriores, de forma que la expresión que utiliza para calcular la carga térmica en un instante es una serie temporal de cargas radiantes (Radiant Time Series Method). Esta serie muestra la porción de energía radiante que es transmitida por convección hacia el aire del local en cada hora. Así, r0 representa la fracción de energía radiante transmitida hacia el aire por convección en la hora actual, r1 en la hora anterior, etc. La serie así generada se emplea para convertir la energía radiante en carga instantánea de acuerdo con la siguiente expresión:

, , , , (28) Donde:

‐ Qh: carga térmica en la hora h considerada. ‐ qh: ganancia de calor en la hora h considerada.

‐ qh,nδ: ganancia de calor n horas antes.

Page 14: Método RTSM

‐ rj: coeficientes RTF j horas antes de la hora considerada.

Los valores de los coeficientes RTF son únicos para cada local y dependen tanto de las características geométricas del local como de la composición de sus cerramientos. Estos factores dependen además de la distribución de energía radiante que entra en el local. Así, la radiación solar directa que entra a través de las ventanas (radiación de onda corta), tiende a incidir directamente sobre el suelo, provocando su calentamiento (lo que posteriormente originará transmisión de calor por convección hacia el local), mientras que la radiación de onda larga emitida por las cargas internas se distribuye de forma más o menos homogénea entre todas las superficies del local, lo que puede dar lugar a diferencias importantes en la respuesta térmica frente a la radiación solar y la radiación no solar. Por este motivo se emplean dos valores diferentes para los coeficientes RTF, uno de aplicación a la radiación solar y otro de aplicación a las cargas internas y las ganancias de calor a través de los cerramientos del local (excluida la ganancia por radiación a través de ventanas).

Los valores de los coeficientes RTF (tanto para ganancia solar como no solar) pueden encontrarse en la bibliografía especializada [1] para algunas de las composiciones más típicas de cerramientos. Sin embargo, la bibliografía existente proviene de los Estados Unidos, donde los tipos de cerramientos habitualmente empleados no coinciden con los que se usan normalmente en España, por lo que resulta más conveniente calcular los valores exactos de esos coeficientes RTF empleando el software [8].

VII. Implementación del método. Una vez que se han calculado todas las ganancias de calor y se ha calculado la parte de cada ganancia que se convierte en cada momento en carga térmica, la obtención de la carga térmica en cada instante no precisa más que sumar cada una de las aportaciones. De forma resumida, el procedimiento de aplicación del método RTSM es el siguiente:

1. Calcular el ángulo de incidencia de la radiación solar y la temperatura sol‐aire según el procedimiento descrito en los apartados II y III.

2. Calcular la ganancia de calor a través de cerramientos opacos (ec. 14). Para ello será necesario determinar los coeficientes CTSF para todos los cerramientos exteriores. Puede hacerse de forma aproximada a partir de las tablas proporcionadas en la bibliografía especializada [1] o, de forma más exacta, empleando el software propuesto [8].

3. Calcular la ganancia de calor a través de cerramientos semitransparentes. Se descompone en:

a. Ganancia de calor por conducción convección (ec. 15). b. Ganancia de calor por radiación (ec. 17, 19 y 19).

i. Para determinar esta ganancia es preciso disponer del factor solar del vidrio para en ángulo de incidencia de la radiación. Este valor puede obtenerse de las tablas recogidas en la bibliografía [1], [9], recogidas en el fichero Excel “Características ventanas”.

Page 15: Método RTSM

ii. En caso de existir proyección de sombras sobre la ventana, será necesario calcular la superficie del hueco libre de sombras (ec. 20 a 24).

iii. En caso de existir elementos interiores de atenuación de la radiación será necesario tener en cuenta su influencia, multiplicando el valor obtenido a partir de la ecuación 19 por el coeficiente de atenuación (IAC).

4. Calcular la ganancia de calor por ventilación (ec. 26 y 27). Es preciso determinar el nivel de ventilación exigido por la normativa aplicable. Será necesario evaluar también la posible existencia de infiltraciones.

5. Calcular la ganancia de calor aportaciones internas. 6. Dividir todas las ganancias de calor en componente convectivo y componente

radiante, empleando para ello los coeficientes sugeridos en la tabla 7. 7. Convertir la ganancia de calor radiante en carga térmica.

a. En primer lugar es preciso determinar los coeficiente RTF, tanto para radiación solar como para no solar. Su valor puede obtenerse de forma aproximada empleando las tablas proporcionadas en la bibliografía existente [1] o, de forma más exacta, empleando el software propuesto [8].

b. Para cada una de las ganancias de calor por radiación calculadas obtener, empleando la ecuación 27, la carga térmica en cada instante debida al aporte de la radiación. Los coeficientes RTFsolar se emplearán únicamente para calcular la carga debida a la ganancia de calor por radiación solar directa a través de ventanas. Para el resto de ganancias de calor por radiación (incluida la radiación difusa a través de ventanas) se emplearán los coeficientes RTFnosolar

8. Obtener la carga térmica en el instante considerado como suma de todos los aportes considerados: ganancias de calor convectivas, carga por radiación y ganancia de calor latente en ese instante.

Bibliografía.

[1] Spitler, J. D. 2010. Load Calculation Applications Manual, SI Edition, ASHRAE. [2] Spitler, J. D., D. E. Fisher, C. O. Pedersen. 1997. The Radiant Time Series Cooling Load

Calculation Procedure, ASHRAE Transactions. 103(2): 503‐515. [3] Spitler, J.D., D.E. Fisher. 1999. On The Relationship between the Radiant Time Series

and Transfer Function Methods for Design Cooling Load Calculations. HVAC&R Research. Vol. 5, No. 2. pp.123‐136.

[4] Spitler, J.D., D.E. Fisher. 1999. Development of Periodic Response Factors for Use with the Radiant Time Series Method. ASHRAE Transactions. 105(2): 491‐509.

[5] IDAE. 2010. Guía técnica de condiciones climáticas exteriores de proyecto. Descarga a través de la web: http://www.mityc.es/energia/desarrollo/EficienciaEnergetica/RITE/Reconocidos/Paginas/IndexDocumentosReconocidos.aspx.

Page 16: Método RTSM

[6] AENOR. 2004. UNE 10014 IN. Climatización. Bases para el proyecto. Condiciones exteriores de cálculo.

[7] Ministerio de vivienda. 2006. Código técnico de la edificación. Documento básico HE1. Limitación de la demanda energética. Descarga a través de la web: http://codigotecnico.org.

[8] Iu, Ipseng (Calvin), D.E. Fisher. 2001. Periodic Response Factor Generator Software. Descarga a través de la web: http://www.hvac.okstate.edu/resources.html.

[9] 2009 ASHRAE Handbook‐Fundamentals. Chapter 31, Fenestration. [10] Ministerio de vivienda. 2006. Código técnico de la edificación. Documento básico HS3.

Calidad del aire interior. Descarga a través de la web: http://codigotecnico.org. [11] Ministerio de industria. 2007. Reglamento de instalaciones térmicas en los edificios.

Descarga a través de la web: http://www.mityc.es/energia/desarrollo/EficienciaEnergetica/RITE/Paginas/InstalacionesTermicas.aspx

[12] 2009 ASHRAE Handbook‐Fundamentals. Chapter 30, Nonresidential cooling and heating load calculations.

[13] IDAE. 1998. Libro de comentarios al RITE.