NORMA EM110 data de cada Ejemplos 2013.pptx

Breve aplicación de ejemplos en norma de sostenibilidad

1. EJEMPLOS DE APLICACION

2. N° material Resistencias térmicas parciales e (m) k (W/m2°C) e/k Rse Ver tabla 1 TEJA DE ARCILLA 0.01 2 MADERA (media densidad) 0.0125 3 CIELO RASO MDF (alta den) 0.03 4 LANA DE VIDRIO ( med den) 0.01 Rsi Ver tabla EJEMPLO 1 : Calcular la transmitancia térmica (U) del siguiente techo (W/m 2 °C)

3. EJEMPLO 2: Comparar la transmitancia térmica (U) entre los bloques de concreto (W/m 2 °C) N° material Nombre e (m) k (W/m2°C) R=e /k Rse (Ver tabla) 1 CONCRETO 0.025 2 CAMARA DE AIRE 0.25 3 CONCRETO 0.025 Rsi (Ver tabla) N° material Nombre e (m) k (W/m2°C) R=e /k Rse (Ver tabla) 1 CONCRETO 0.025 2 CAMARA DE AIRE 0.10 3 POLIESTIRENO EXPANDIDO 0.05 4 CAMARA DE AIRE 0.10 5 CONCRETO 0.025 6 TARRAJEO CEMENTO 0.015

4. EJEMPLO 3: Determinar si la vivienda mostrada a continuación cumple con la norma EM110 Ubicación de la vivienda: Distrito de Pilpichaca , Provincia de Huaytara , Departamento de Huancavelica.

5. Paso 1: Verificar ubicación en zonificación climática UBICACIÓN DE PROVINCIAS POR ZONA BIOCLIMÁTICA Departamento 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Desértico Marino Desértico Interandino Bajo Mesoandino Alto Andino Nevado Ceja de Montaña Subtropical Húmedo Tropical Húmedo Huancavelica       Castrovirreyna   Angaraes Tayacaja             Huancavelica               Tayacaja                 Churcampa                 Huaytará                 Acobamba          

6. Paso 1: Verificar condiciones climáticas del lugar ANEXO N° 1: (B) Características Climáticas de cada zona bioclimática Características climáticas ZONAS BIOCLIMATICAS DEL PERU 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Desértico Costero Desértico Interandino Bajo Mesoandino Alto Andino Nevado Ceja de Montaña Subtropical Húmedo Tropical Húmedo 1 Temperatura media anual 18 a 19°C 24°C 20°C 12°C 6°C < 0°C 25 a 28°C 22°C 22 a 30°C 2 Humedad relativa media > 70% 50 a 70% 30 a 50% 30 a 50% 30 a 50% 70 a 100% 70 a 100% 70 a 100% 70 a 100% 3 Velocidad de viento Norte: 5-11 m/s Centro: 4-5 m/s Sur: 6-7 m/s Norte: 5-11 m/s Centro: 4-5 m/s Sur: 6-7 m/s Norte: 4 m/s Centro: 6 m/s Sur: 5-7 m/s Norte: 10 m/s Centro: 7,5 m/s Sur: 4 m/s Sur - Este : 7 m/s Centro: 6 m/s Sur: 7 m/s Sur Este: 9 m/s Centro: 7 m/s Sur: 7 m/s Norte: 4-6 m/s Centro: 4-5 m/s Sur: 6-7 m/s Norte: 5-7 m/s Este: 5-7 m/s Centro: 5 m/s Este: 5-6 m/s Centro: 5 m/s 4 Dirección predominante del viento S - SO - SE S - SO - SE S S - SO - SE S - SO S - SO S - SO - SE S - SO - SE S - SO 5 Radiación solar 5 a 5,5 kWh/m² 5 a 7 kWh/m² 2 a 7,5 kWh/m² 2 a 7,5 kWh/m² S kWh/m² s kWh/m² 3 a 5 kWh /m² 3 a 5 kWh/m² 3 a 5 kWh/m² 6 Horas de sol Norte: 5 horas Centro: 4,5 horas Sur: 6 horas Norte: 6 horas Centro: 5 horas Sur: 7 horas Norte: 5-6 horas Centro: 7-8 horas Sur: 6 horas Norte: 6 horas Centro: 8-10 horas Sur: 7-8 horas  Centro: 8 a 10 horas Sur: 8 a 10 horas Centro: 8 a 10 horas Sur: 8 a 11 horas Norte: 6-7 horas Centro: 8-11 horas Sur: 6 horas Norte: 4-5 horas Sur-Este: 4-5 horas  Norte: 4-5 horas Este: 4-5 horas 7 Precipitación anual < 150 mm < 150 a 500 mm < 150 a 1,500 mm 150 a 2,500 mm < 150 a 2,500 mm 250 a 750 mm 150 a 6000 mm 150 a 3000 mm 150 a 4000 mm 8 Altitud 0 a 2000 msnm 400 a 2000 msnm 2000 a 3000 msnm 3000 a 4000 msnm 4000 a 4800 msnm > 4800 msnm 1000 a 3000 msnm 400 a 2000 msnm 80 a 1000 msnm Equivalente en la clasificación Koppen  BSs-BW, BW  Bw BSw Dwb ETH  EFH  Cw  Aw   Af

7. Paso 2: Verificar Transmitancias Térmica de Zona 4 Zona bioclimática Transmitancia térmica máxima del muro ( U muro ) Transmitancia térmica máxima del techo (U techo ) Transmitancia térmica máxima del piso (U piso ) Desértico costero 2,36 2,21 2,63 Desértico 3,20 2,20 2,63 Interandino bajo 2,36 2,21 2,63 Mesoandino 2,36 2,21 2,63 Altoandino 1,00 0,83 3,26 Nevado 0,99 0,80 3,26 Ceja de montaña 2,36 2,20 2,63 Subtropical húmedo 3,60 2,20 2,63 Tropical húmedo 3,60 2,20 2,63

8. 1. MUROS EXTERIORES: Adobe de 40 cm. de espesor + revoque de yeso con cal (1.5 cm. De espesor por lado). Contrafuertes de adobe que sobresalen del muro (40 cm. x 40 cm. De espesor). Estos contrafuertes se tratarán como parte del muro, ya que no representan un puente térmico al ser del mismo material que el muro. 2. SOBRECIMIENTO: Concreto ciclópeo de 40 cm. 3. TECHO: Tela yute de 1 mm de espesor + cobertura de paja de espesor 2 cm. de espesor + cobertura de plástico de polietileno de 3 mm de espesor + plancha de fibrocemento de 4 mm de espesor. 4. PISO: Contrapiso de piedra de 10 cm. de espesor + cemento pulido de 10 cm. de espesor y madera machiembrada de tornillo de 1,91 cm. 5. PUERTAS: Madera maciza de tornillo (hoja) y madera maciza de tornillo (marco) de 4 cm. 6. VENTANAS: Vidrios de 8 mm. + carpintería de madera de densidad media alta (bastidor) de 5 cm. + carpintería de madera de densidad media alta (marco) de 5 cm. Paso 3: Verificar características técnicas de la envolvente de la vivienda

9. Paso 4: Identificar tipos de envolvente (1, 2, 3 o 4) que tiene la vivienda

10. Tipo 1A: Muro vertical o muro inclinado igual o mayor a 60° con la horizontal de separación entre el interior de la edificación con el ambiente exterior . Tipo 1B: Losa horizontal o ligeramente inclinada de separación entre el interior de la edificación con un espacio exterior.

11. Tipo 2A: Muro vertical de separación entre el interior de la edificación con ambientes no habitables cerrados o muro vertical de separación entre el interior de la edificación con otra edificación, cuando el espacio de separación es igual o menor a dos metros. Tipo 2B: Losa horizontal de separación entre el interior de la edificación con ambientes no habitables cerrados (garajes, almacenes, depósitos, etc.) igual o mayor a un metro de altura.

12. Tipo 3A: Techo inclinado de separación entre el interior de la edificación con el ambiente exterior (inclinación igual o menor a 60° con la horizontal ). ≤ Tipo 3B: Techo horizontal o curvo de separación entre el interior de la edificación con el ambiente exterior. Tipo 3C: Techo horizontal, curvo o inclinado de separación entre el interior de la edificación con el ambiente exterior, cuya cubierta final se encuentra debajo del nivel del terreno natural y donde toda la superficie de los muros está en contacto con el terreno natural.

13. Tipo 4B: Losa o piso horizontal de separación entre el interior de la edificación con un ambiente no habitable exterior, menor a un metro. Tipo 4C: Muro vertical o inclinado de separación entre el interior de la edificación con el terreno natural. El techo puede encontrarse sobre o debajo del nivel del terreno natural. Tipo 4A: Losa o piso horizontal o ligeramente inclinado de separación entre el interior de la edificación con el terreno natural.

14. La vivienda tiene cuatro tipos de envolvente: Tipo 1A: Muro vertical con la horizontal de separación entre el interior de la edificación con el ambiente exterior. Tipo 2A: Muro vertical de separación entre el interior de la edificación con ambientes no habitables cerrados. Tipo 3A: Techo inclinado de separación entre el interior de la edificación con el ambiente exterior (inclinación igual o menor a 60° con la horizontal). Tipo 4A: Losa o piso horizontal de separación entre el interior de la edificación con el terreno natural .

15. Paso 5: Metrar la envolvente Muros Puertas Ventanas Vigas Columnas Sobrecimientos Techos Pisos

16. Muros (1A) Zona bioclimática Transmitancia térmica máxima del muro ( U muro ) Mesoandino 2,36

17. Muros exteriores de adobe ( tarrajeo 1.5cm yeso/cal + Adobe de 40 cm. + tarrajeo 1.5cm yeso/cal). Los contrafuertes se toman como parte del muro (no se calculan por separado). Rt = Rse + Rmaterial1 + Rmaterial2…+ Rmaterialn + Rsi Rt = R se + R y -c + R ad + R y -c + R si Rt = 0,11 W/m2.C + e y -c / k y -c + e ad / k ad + e y -c / k y -c + 0,06 W/m2.C Rt = 0,11 W/m2.C + 0.015m/0.87W/ mC + 0.4m/0.9W/ mC + 0.015m/0.87W/ mC + 0,06 W/m2.C Rt = 0.644 W/m2.C U=1/R U=1/0.644 W/m2.C U=1.55 W/m2.C Utotal m1 (W/m2.C) x Stotal m1 (m2) = ¿? W/C 1.55 W/m2.C x 79.64m2 = 123.44W/C

18. Ventana (vidrio) N° Material Transmitancia térmica U ( W/m 2 C )   VIDRIOS     Vidrio crudo   119 Incoloro de 6 mm 5.700 120 Incoloro de 8 mm 5.600 121 Incoloro de 10 mm 5.600   Vidrio Laminado   122 Incoloros (1) 4 + 4 5.600 123 Incoloros 6 + 6 5.400 124 Incoloros 8 + 8 5.300   Vidrio Insulado   125 Incoloros ( 4 ) 4-6-(4…..10) 3.300 126 Incoloros ( 4 ) 4-9-(4…..10) 3.000 127 Incoloros ( 4 ) 4-12-(4…..10) 2.800   Otros tipos de vidrio   128 Cuarzo 1.400 129 Vidrio prensado 1.200 130 Venta de vidrio doble incoloro de 3mm. 3.759 0.425x0.25=0.10625m2 0.10625m2x4=0.425m2 (por ventana) 0.425 x 4 vent =1.70m2 Uvid (W/m2.C) x Sup . total vidrio(m2) 5.6W/m2C x 1,70m2 = 9.52W/C Cada vano mide 1.10m x 0.80m. Son en total 4 vidrios de las mismas características (por ventana).

19. Ventana (marco + bastidor) Material U (W/m 2 C ) vertical Metálico   Sin rotura de puente térmico (Ver definición en el Capítulo 5. Glosario, numeral 5.50 ) 5,7 Con rotura de puente térmico, entre 4 y 12 mm 4,0 Con rotura de puente térmico, mayor a 12 mm 3,2 Madera (1)   Madera de densidad media alta 1 . Densidad: 700 kg/m3 2,2 Madera de densidad media baja 1 . Densidad: 500 kg/m3 2,0 PVC (2) PVC (dos cámaras) 2 2,2 PVC (tres cámaras) 2 1,8 ( 1)Para conocer las densidades según el tipo de madera, ver Anexo N° 3 - Lista de características higrométricas de los materiales de construcción. Cada ventana mide 1.10m x 0.80m. Son en total cuatro ventanas interiores de las mismas características. La carpintería usada es de madera de densidad media alta de 5 cm. para marco y 5cm para bastidor. Ucarp (W/m2.C) x Sup . total carp (m2) 2.2W/m2C x 1,82m2 = 4.004W/C 1.1 x 0.8 = 0.88m2 0.88m2 - 0.45m2 = 0.455m2 de carpintería por ventana 0.455 x 4 vent =1.82m2 por las cuatro ventanas

20. Puerta Hoja de m adera maciza de tornillo y Marco de madera maciza de tornillo de 4 cm. La puerta exterior mide 1.00m x 2.10m. Utotal puerta(W/m2.C ) x Sup . total puerta1 (m2) = ¿? W/C 3.5W/m2C x 2.10m2 = 7.35 W/C Tipo de puerta Transmitancia Térmica (U) W/m 2 C Separación con el ambiente exterior Carpintería o marco de madera y:   Hoja maciza de madera (cualquier espesor) 3.5 Hoja contraplacada de fibra MDF (espesor: 4 cm) 4.7 Hoja de vidrio simple en < 30% de la superficie de la hoja de madera maciza (cualquier espesor) 4.0 Hoja de Vidrio simple en 30% a 60% de la superficie de la hoja de madera maciza (cualquier espesor) 4.5 Hoja de Vidrio doble 3.3 Carpintería o marco metálico y:   Hoja de metal 5.8 Puerta cortafuego de una hoja (cualquier espesor) 3.0 Puerta cortafuego de dos hojas (espesor: 83 mm) 1.9 Hoja de Vidrio simple 5.8 Hoja de Vidrio doble con cámara de aire de 6 mm en < 30% de su superficie 5.5 Hoja de Vidrio doble con cámara de aire de 6 mm en 30% a 70% de su superficie 4.8 Hoja de Vidrio doble al 100% 2.8 Hoja de vidrio sin carpintería y/o marco 5.8

21. Rt = Rmaterial1 + Rmaterial2 … + Rmaterialn Rt = Rmad + Rbarro + Rmad Rt = e mad / k mad + e barro / k barro + e mad / k mad Rt = 0.1/0.13W/ mC + 0.2m/0.09W/ mC + 0.1/0.13W/ mC Rt = 3.76 W/m2.C U=1/R U=1/3.76 W/m2.C U=0.26 W/m2.C Utotal m1 (W/m2.C) x Stotal m1 (m2) = ¿? W/C 0.26W/m2.C x 2.96m2= 0.77W/C Viga (collar) Largo total de viga solera por lado: 7.4m x 4= 29.6m Área de viga: 4” (0.10m) x 29.6m = 2.96m2

22. Sobrecimiento exterior Rt = Rmaterial1 + Rmaterial2…+ Rmaterialn Rt = R tarr . ext.( cem -arena) + R concreto + R tarr . i nt .( cem -arena) Rt = 0.015m/1.40W/ mC + 0.4m/1.51W/ mC + 0.015m/1.40W/ mC Rt = 0.28 W/m2.C U=1/R U=1/0.28 W/m2.C U=3.57 W/m2.C Utotal m1 (W/m2.C) x Stotal m1 (m2) = ¿? W/C 3.57 W/m2.C x 11.44m2 = 40.84W/C Área total de sobrecimientos : 28.6m x 0.4m=11.44m2

23. Columna exterior En este sistema constructivo (adobe), las edificaciones no llevan columnas sino contrafuertes por lo que no se incluye el calculo. En el caso que llevara columnas, el calculo se hace de la misma manera que para sobrecimientos o vigas.

24. Calculo final para muro   2.12W/m2C         Zona bioclimática Transmitancia térmica máxima del muro ( U muro ) Mesoandino 2,36 Sí cumple la norma

25. Techos (3A) Zona bioclimática Transmitancia térmica máxima del techo( U techo ) Mesoandino 2,21

26. Techo Rt = Rse + Rmaterial1 + Rmaterial2 …+… + Rsi Rt = R se + R fibroc + R cam aire + R polietileno + R paja + R yute + R cam aire + R yute + R si Rt (W/m2.C) = 0,05 + 0.003/0.22 + 0.14 + 0.0003/0.50 + 0,0003/0.06 + 0.16 + 0,0003/0.06 + 0.09 Rt (W/m2.C) = 0.449 U=1/R U=1/0.449 W/m2.C U=2.22 W/m2.C Utotal techo (W/m2.C) x Stotal techo (m2) 2.22 W/m2.C x 47.40m2 = 105.228W/C Para Rse , Rcam aire y Rsi , ver pag . 59 de la norma (Tabla Nº 12) El techo total (sin voladizos) mide 54.76m2. Descontando el área ocupada por las nueve vigas (c/u ancho=0.10m y longitud = 8.18m ), resulta 0.818m2 por viga. 0.818m2 x 9 vigas = 7.362m2 54.76m2 – 7.36m2 = 47.40m2

27. Vigas de madera Rt = Rse + Rmaterial1 + Rmaterial2 …+… + Rsi Rt = R se + R fibroc + R cam aire + R polietileno + R paja + R viga + R yute + R cam aire + R yute + R si Rt (W/m2.C) = 0,05 + 0.003/0.22 + 0.14 + 0.0003/0.50 + 0.1/0.13 + 0,0003/0.06 + 0.16 + 0,0003/0.06 + 0.09 Rt (W/m2.C) = 1.219 U=1/R U=1/1.219 W/m2.C U=0.82 W/m2.C Utotal techo (W/m2.C) x Stotal techo (m2) 0.82 W/m2.C x 7.362m2 = 6.036W/C El techo total (sin voladizos) mide 54.76m2. Descontando el área ocupada por las nueve vigas (c/u ancho=0.10m y longitud = 8.18m ), resulta 0.818m2 por viga. 0.818m2 x 9 vigas = 7.362m2 54.76m2 – 7.36m2 = 47.40m2

28. Calculo final para techo   2.03W/m2C       Zona bioclimática Transmitancia térmica máxima del techo( U techo ) Mesoandino 2,21 Sí cumple la norma

29. Piso (4A) Zona bioclimática Transmitancia térmica máxima del piso ( U piso ) Mesoandino 2,63

30. Rt = Rse + Rmaterial1 + Rmaterial2…+ Rmaterialn + Rsi Rt = R se + R madera mach + R cam aire + R piedra + R si Rt ( W/m2.C)= 0,09 + 0.01875/0.13 + 0.16 + 0.10/3.50 + 0,09 Rt (W/m2.C)= 0,09 + 0.14 + 0.16 + 0.02 + 0,09 Rt = 0.50 W/m2.C U=1/R U=1/0.50 W/m2.C U=2.00 W/m2.C UxS =2.00W/m2.C x 54.76m2 Para Rse , Rcam aire y Rsi , ver pag . 62 de la norma (Tabla Nº 13)       2.00W/m2C   Zona bioclimática Transmitancia térmica máxima del piso ( U piso ) Mesoandino 2,63 Sí cumple con la norma

31. EJEMPLO 4: Determinar la transmitancia térmica de un muro prefabricado con perfil tipo C de las sgts . caracteristicas R se : 0,11 W/m2C R si : 0.06 W/m2C K m : conductividad del material del perfil Puede existir el caso que existan elementos prefabricados con distintos tipos de perfiles de unión entre paneles. En ese caso, la norma contempla tres tipos de perfiles (uno de ellos el tipo C) a los cuales se les aplica las siguientes formulas para hallar su U. El cálculo del U x S se hace por separado. En este caso: Zona con perfil: Rse + Rpanel + Raislam . + Rpanel + Rsi Zona sin perfil: Rpanel + formula + Rpanel . Asumimos: Panel fibrocemento=0.01m. Cámara de aire=0.1m. Perfil de aluminio (H=0.10m, L=0.05m, E=0.001m)

32. Zona sin perfil de aluminio tipo C: Rse + Rpanel fib. + Rcam aire + Rpanel fib. + Rsi Rt = Rse + Rpanel fib . + Rcam aire + Rpanel fib . + Rsi Rt = 0.11 + 0.01/0.22 + 0.17 + 0.01/0.22 + 0.06 Rt = 0.43 m2.C/W U=1/0.43 U=2.32 W/m2.C S = 1.40m x 2.40m = 3.36m2 U x S = 2.32W/m2.C x 3.36m2 U x S = 7.80 W/C

33. R se : 0,11 W/m2C R si : 0.06 W/m2C K m : conductividad del material del perfil Zona con perfil de aluminio tipo C: Rse + Rpanel fib. + Raislam. + Rpanel fib. + Rsi 1/U = ((0.11 + 0.06) x 1 / 1 + 0.001/0.05)) + ((0.1/230) x (0.05/0.001)) 1/U = (0.17 x 1/1.02) + (0.0004 x 50) 1/U = 0.16 + 0.02 1/U = 0.18 = Rperfil Rt = Rpanel fib . + Rperfil + Rpanel fib . Rt = 0.01/0.22 + 0.18 + 0.01/0.22 Rt = 0.27 m2.C/W U=1/0.27 U=3.70 W/m2.C S = 0.05m x 2.40m x 3 = 0.36m2 1.55m 2.40m 0.60m 0.10m 0.10m 0.60m U x S = 3.70W/m2.C x 0.36m2 U x S = 1.33 W/C

34. Calculo final para muro compuesto   2.45W/m2C       Zona bioclimática Transmitancia térmica máxima del techo( U techo ) Mesoandino 2,21 No cumple la norma