Acondicionamiento e Instalaciones 3 Curso 2024-2025 PDF

Acondicionamiento e Instalaciones 3 Curso 2024-2025 ACONDICIONAMIENTO E INSTALACIONES 3 Tema 1:...

Acondicionamiento e Instalaciones 3 Curso 2024-2025 ACONDICIONAMIENTO E INSTALACIONES 3 Tema 1: Prestaciones del ambiente interior: confort y salud DEPARTAMENTO DE CONSTRUCCIONES ARQUITECTÓNICAS 1 ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE ARQUITECTURA. UNIVERSIDAD DE SEVILLA Acondicionamiento e Instalaciones 3 Curso 2024-2025 AVISO: Este documento tiene únicamente carácter informativo y no normativo. Las ilustraciones que lo acompañan se han tomado de la bibliografía de referencia, de fuentes propias o de otras citadas. El contenido teórico de la asignatura se desarrolla con las explicaciones del profesor en clase, así como en la bibliografía de referencia.  Índice Í N D I C E Acondicionamiento e Instalaciones 3 Curso 2024-2025 1. Marco normativo 2. El ambiente interior: tipos y parámetros que lo definen 3. Confort ambiental 4. Calidad del Aire Interior 3  Acondicionamiento e Instalaciones 3 Curso 2024-2025 1. MARCO NORMATIVO  1. Marco normativo. Principales directivas europeas Principales directivas europeas Directiva 2002/91/CE Acondicionamiento e Instalaciones 3 Curso 2024-2025 Comienza el camino hacia la Eficiencia Energética en la Edificación Directiva 2010/31/CE Directiva 2012/27/CE Edificios de Consumo de Energía Casi Nulo EECN Directiva 2018/844/UE Promoción de tecnologías inteligentes en los edificios e incorporación de energías limpias Directiva 2024/1275/UE EPBD. Energy Performance Building Directive, edificios cero emisiones y climáticamente neutros con el horizonte 2030 5  1. Marco normativo. Principales directivas europeas Directiva 2002/91/CE Acondicionamiento e Instalaciones 3 Curso 2024-2025 El camino hacia la Eficiencia Energética en la Edificación Objetivo: Fomento de la eficiencia energética de los edificios, teniendo en cuenta: - Condiciones climáticas exteriores. - Particularidades locales. - Requisitos ambientales interiores. - Relación coste-eficacia. Requisitos establecidos: Marco general de una metodología de cálculo de la eficiencia energética integrada de los edificios. Requerimientos mínimos de eficiencia energética en nueva edificación. Requerimientos mínimos de eficiencia energética en grandes edificios existentes que sean objeto de reformas importantes. Certificación energética de edificios. Inspección periódica de calderas y sistemas de aire acondicionado. Evaluación del estado de calderas de calefacción de más de 15 años. 6  1. Marco normativo. Principales directivas europeas Directiva 2010/31/CE Directiva 2012/27/CE Acondicionamiento e Instalaciones 3 Curso 2024-2025 Directiva 2024/1275/UE Objetivo directivas 2010/31/CE y 2012/27/CE: Marco común de medidas para el fomento de la Eficiencia Energética. Asegurar el 20% de ahorro energético (cumplimiento Directiva “Triple 20”). Renovación de al menos el 3% de los edificios públicos de más de 500 m². «Edificio de consumo de energía casi nulo»: Edificio con un nivel de eficiencia energética muy alto, que se determinará de conformidad con el anexo I. La cantidad casi nula o muy baja de energía requerida debería estar cubierta, en muy amplia medida, por energía procedente de fuentes renovables, incluida energía procedente de fuentes renovables producida in situ o en el entorno. (Directiva 2010/31/CE. Artículo 2) 7  1. Marco normativo. Principales directivas europeas DIRECTIVA 2010/31/UE DEL PARLAMENTO EUROPEO Y DEL CONSEJO de 19 de mayo de 2010 relativa a la eficiencia energética de los edificios(refundición) Acondicionamiento e Instalaciones 3 Curso 2024-2025 Artículo 1 Objeto 1. La presente Directiva fomenta la eficiencia energética de los edificios sitos en la Unión, teniendo en cuenta las condiciones climáticas exteriores y las particularidades locales, así como las exigencias ambientales interiores y la rentabilidad en términos coste-eficacia. Artículo 9 Edificios de consumo de energía casi nulo 1. Los Estados miembros se asegurarán de que: a) a más tardar el 31 de diciembre de 2020, todos los edificios nuevos sean edificios de consumo de energía casi nulo, y de que b) después del 31 de diciembre de 2018, los edificios nuevos que estén ocupados y sean propiedad de autoridades públicas sean edificios de consumo de energía casi nulo. 8  Directiva EPBD DIRECTIVA (UE) 2024/1275 DEL PARLAMENTO EUROPEO Y DEL CONSEJO de 24 de abril de 2024 relativa a la Eficiencia Energética de los Edificios. La reducción de emisiones hasta conseguir edificios de Pretende reducir al máximo las emisiones nulas -¡definición que ha de ser precisada! emisiones de gases de efecto Acondicionamiento e Instalaciones 3 Curso 2024-2025 invernadero y el consumo de energía La eliminación progresiva de las calderas de combustibles fósiles en los en el sector de la construcción de la edificios existentes Unión Europea de aquí a 2030, y hacerlo climáticamente neutro a partir Tener en cuenta el potencial de calentamiento global (PCG) a lo largo del ciclo de vida del edificio en el diseño de los edificios de nueva de 2050. construcción Rehabilitar energéticamente los La reducción en el promedio de energía primaria utilizada hasta niveles edificios menos eficientes y mejorar el que puedan ser satisfechos por energía 100 % renovable intercambio de información sobre su eficiencia. Implementar instalaciones solares de forma paulatina en edificios públicos y no residenciales 9  EPBD Energy Performance Building Directive Nueva directiva europea de eficiencia energética Acondicionamiento e Instalaciones 3 Curso 2024-2025 Cómo afecta a los edificios y a sus instalaciones técnicas Hitos temporales Enero 2026- Todos los edificios nuevos ocupados o gestionados por autoridades públicas deben ser de cero emisiones. Enero 2027- Todos los edificios no residenciales deben alcanzar la clase de eficiencia energética E. Todos los edificios propiedad u ocupados por organismos públicos deben alcanzar la clase de eficiencia energética E. Enero 2028- Todos los edificios nuevos (privados) deben ser de cero emisiones. Enero 2030- Todos los edificios no residenciales deben alcanzar la clase de eficiencia energética D. Todos los edificios propiedad u ocupados por organismos públicos deben alcanzar la clase de eficiencia energética D. Todos los edificios residenciales deben alcanzar la clase de eficiencia energética E. 10  1. Marco normativo. Transposición nacional Transposición nacional Acondicionamiento e Instalaciones 3 Curso 2024-2025 Estas directivas se transponen mediante tres normativas nacionales: Código Técnico de la Edificación (CTE). R.D 235/2013, por el que se aprueba el procedimiento básico para la certificación de la eficiencia energética de los edificios. Reglamento de Instalaciones Térmicas de la Edificación (RITE). 11  1. Marco normativo. Transposición nacional El articulado de este Documento Básico fue aprobado por el Real Decreto 314/2006, de 17 de marzo (BOE Acondicionamiento e Instalaciones 3 Curso 2024-2025 28/03/2006) y posteriormente ha sido modificado por las siguientes disposiciones: Modificaciones conforme al RD 450/2022, de - Real Decreto 1371/2007 de 19 de octubre (BOE 14 de junio (BOE 15/06/2022) 23/10/2007) - Corrección de errores y erratas del Real Decreto CAPÍTULO 1 314/2006, de 17 de marzo, por el que se aprueba el Código Técnico de la Edificación (BOE 25/01/2008) Disposiciones generales - Real Decreto 173/2010 de 19 de febrero (BOE 11/03/2010) Artículo 1. Objeto. - Real Decreto 410/2010, de 31 de marzo (BOE 22/04/2010) 1. El Código Técnico de la Edificación, en adelante CTE, es el - Sentencia del TS de 4/5/2010 (BOE 30/07/2010) marco normativo por el que se regulan las exigencias básicas - Real Decreto 732/2019, de 20 de diciembre (BOE de calidad que deben cumplir los edificios, incluidas sus 27/12/2019) instalaciones, para satisfacer los requisitos básicos de - Real Decreto 450/2022, de 14 de junio (BOE 15/06/2022) seguridad y habitabilidad, en desarrollo de lo previsto en la disposición final segunda de la Ley 38/1999, de 5 de noviembre, de Ordenación de la Edificación, en adelante LOE. 2. El CTE establece dichas exigencias básicas para cada uno de los requisitos básicos de «seguridad estructural», «seguridad en caso de incendio», «seguridad de utilización y accesibilidad», «higiene, salud y protección del medio ambiente», «protección contra el ruido» y «ahorro de energía y aislamiento térmico», establecidos en el artículo 3 de la LOE, y proporciona procedimientos que permiten acreditar su cumplimiento con suficientes garantías técnicas. https://www.codigotecnico.org 12  1. Marco normativo. Transposición nacional Modificaciones conforme al Real Decreto 450/2022, de 14 de junio (BOE 15/06/2022) Acondicionamiento e Instalaciones 3 Curso 2024-2025 Sección HE 2 Condiciones de las instalaciones térmicas Las instalaciones térmicas de las que dispongan los edificios serán apropiadas para lograr el bienestar térmico de sus ocupantes. Esta exigencia se desarrolla actualmente en el vigente Reglamento de Instalaciones Térmicas en los Edificios (RITE), y su aplicación quedará definida en el proyecto del edificio. 13  1. Marco normativo. Transposición nacional Real Decreto 1027/2007, de 20 de julio, por el que se aprueba el Reglamento de Instalaciones Térmicas en los Edificios CTE-DB-HE 2022, última modificación del documento básico: (BOE 02/08/2022). Acondicionamiento e Instalaciones 3 Curso 2024-2025 PARTE II. INSTRUCCIONES TÉCNICAS IT 1. Diseño y dimensionado. La necesidad de transponer la Directiva 2002/91/CE, de 16 de IT 1.1 Exigencia de bienestar e higiene. diciembre, de eficiencia energética de los edificios y la aprobación IT 1.1.1 Ámbito de aplicación. del Código Técnico de la Edificación por el Real Decreto IT 1.1.2 Procedimiento de verificación. IT 1.1.3 Documentación justificativa. 314/2006, de 17 de marzo, han aconsejado redactar un nuevo IT 1.1.4 Caracterización y cuantificación de las exigencias. texto que derogue y sustituya el vigente Reglamento de IT 1.1.4.1 Exigencia de calidad térmica del ambiente. Instalaciones Térmicas en los Edificios (RITE), aprobado por Real IT 1.1.4.2 Exigencia de calidad del aire interior. Decreto 1751/1998, de 31 de julio y que incorpore, además, la IT 1.1.4.3 Exigencia de higiene. experiencia de su aplicación práctica durante los últimos años. IT 1.1.4.4 Exigencia de calidad del ambiente acústico. IT 1.2 Exigencia de eficiencia energética. IT 1.2.1 Ámbito de aplicación. CAPÍTULO I IT 1.2.2 Procedimiento de verificación. IT 1.2.3 Documentación justificativa. Disposiciones generales IT 1.2.4. Caracterización y cuantificación de la exigencia. IT 1.2.4.1 Generación de calor y frío. IT 1.2.4.2 Redes de tuberías y conductos. Artículo 1. Objeto. IT 1.2.4.3 Control. IT 1.2.4.4 Contabilización de consumos. El Reglamento de Instalaciones Térmicas en los Edificios, en IT 1.2.4.5 Recuperación de energía. adelante RITE, tiene por objeto establecer las exigencias de IT 1.2.4.6 Aprovechamiento de energías renovables. eficiencia energética y seguridad que deben cumplir las IT 1.2.4.7 Limitación de la utilización de energía convencional. IT 1.3 Exigencia de seguridad. instalaciones térmicas en los edificios destinadas a atender la IT 1.3.1 Ámbito de aplicación. demanda de bienestar e higiene de las personas, durante su IT 1.3.2 Procedimiento de verificación. diseño y dimensionado, ejecución, mantenimiento y uso, así como IT 1.3.3 Documentación justificativa. determinar los procedimientos que permitan acreditar su IT 1.3.4 Caracterización y cuantificación de la exigencia. cumplimiento. IT 1.3.4.1 Generación de calor y frío. IT 1.3.4.2 Redes de tuberías y conductos. 14  1. Marco normativo. Transposición nacional Ámbito de aplicación A efectos de la aplicación del RITE se considerarán como instalaciones térmicas las Acondicionamiento e Instalaciones 3 Curso 2024-2025 instalaciones fijas: Climatización (calefacción, refrigeración y ventilación) Producción de agua caliente sanitaria. El RITE se aplicará a las instalaciones térmicas: Edificios de nueva construcción En sus reformas Edificios existentes, en lo relativo a su reforma, mantenimiento, uso e inspección. Discusión sobre el ámbito de aplicación del RITE Rehabilitación Reforma de la Sistema de de una iglesia Climatización Climatización Rehabilitación instalación de con protección energía solar de de un ala de un climatización de un bloque de una vivienda patrimonial un bloque de colegio de de un centro de viviendas unifamiliar para su uso 20 viviendas 500m² comercial de como centro 5000 m² cultural 15  1. Marco normativo. Transposición nacional. RITE EXIGENCIAS DEL RITE Acondicionamiento e Instalaciones 3 Curso 2024-2025 EFICIENCIA ENERGÉTICA Y BIENESTAR E ENERGÍAS RENOVABLES Y SEGURIDAD HIGIENE RESIDUALES DISEÑO DIMENSIONADO EJECUCIÓN MANTENIMIENTO USO https://www.idae.es/tecnologias/eficiencia-energetica/edificacion/reglamento-de-instalaciones-termicas-de-los-0 16  1. Marco normativo. Transposición nacional. RITE Exigencia de bienestar e higiene (art. 11) Acondicionamiento e Instalaciones 3 Curso 2024-2025 Mantenimiento de los parámetros del ambiente térmico Calidad térmica del ambiente Mantener condiciones ambientales confortables Calidad del ambiente: Mantener una calidad del aire interior aceptable Eliminación de contaminantes producidos de forma habitual Calidad del aire interior Aportación de un caudal suficiente de aire exterior Garantizando la extracción y expulsión del aire viciado Higiene: Dotación de ACS para mantener la higiene de las personas Calidad Limitar riesgo de molestias y enfermedades por ruido y vibraciones acústica: 17  1. Marco normativo. Transposición nacional. RITE INSTRUCCIONES TÉCNICAS ESTABLECEN REGLAS Y PROCEDIMIENTOS CUYA APLICACIÓN SATISFACE LAS EXIGENCIAS DEL RITE IT Acondicionamiento e Instalaciones 3 Curso 2024-2025 APLICAR ESTAS IT SATISFACCIÓN DE LAS EXIGENCIAS ADOPTAR Justificar que aplicando estas soluciones se SOLUCIONES cumplen las exigencias ALTERNATIVAS Emisiones CO2 propuesta ≤ aplicación IT 18 Acondicionamiento e Instalaciones 3 Curso 2024-2025 2. EL AMBIENTE INTERIOR: TIPOS Y PARÁMETROS QUE LO DEFINEN  2. Ambiente interior Flujos de calor Radiación solar Acondicionamiento e Instalaciones 3 Curso 2024-2025 Conducción / convección envolvente Solo calor sensible: Conducción / convección envolvente Iluminación Transmisión de calor: Conducción / Convección conducción, ventanas Equipos Transmisión calor convección y particiones radiación Iluminación Mayoría de equipos Transmisión de calor particiones Calor sensible y latente: Infiltraciones Ventilación Ventilación Equipos Infiltraciones Ocupación Ocupantes Algunos equipos 20  2. Ambiente interior Balance energético invernal Acondicionamiento e Instalaciones 3 Curso 2024-2025 GANANCIAS: PÉRDIDAS: Radiación solar Cargas de ocupantes Envolvente Cargas de iluminación Ventilación + infiltración Cargas de equipos 21  2. Ambiente interior Balance energético estival Acondicionamiento e Instalaciones 3 Curso 2024-2025 GANANCIAS: Radiación solar PÉRDIDAS: Cargas de ocupantes Cargas de iluminación Transmisión a zonas frías Cargas de equipos Envolvente Ventilación + infiltración 22  2. Ambiente interior Edificios en libre evolución vs Edificios acondicionados Acondicionamiento e Instalaciones 3 Curso 2024-2025 Wöler CDL 210 CO2 TA rH 1300 24 80 1200 23 75 1100 22 70 Temperature [ºC] rel. Humidity [%] 1000 21 Co2 [ppm] 65 900 20 800 60 19 700 55 18 600 50 17 500 16 45 400 300 15 40 29-nov. 5-dic. 11-dic. 17-dic. 23-dic. 29-dic. 4-ene. 10-ene. Date/Time 23  2. Ambiente interior Principales variables ambientales interiores a controlar Acondicionamiento e Instalaciones 3 Curso 2024-2025 FACTORES DE CONFORT EN EL ACONDICIONAMIENTO DE LOCALES Temperatura del aire Humedad del aire Calidad del aire interior: CO2 + contaminantes Velocidad del aire Niveles de ruido 24  2. Ambiente interior Tratamiento higrotérmico Muestra de aire Acondicionamiento e Instalaciones 3 Curso 2024-2025 Humedad específica gr/kg Humidificar ón i H rac % tu Enfriar r 0 sa 10 de Calentar va ur C Deshumidificar Tas seca ºC 25  2. Ambiente interior Tratamiento higrotérmico 90 ÁBACO PSICROMÉTRICO 24 ,024 Temperaturas normales 0,35 Acondicionamiento e Instalaciones 3 Curso 2024-2025 Unidades SI 80 Nivel del mar Presión 101,325 kPa 22 ,022 0,40 70 25 20 ,020 0,45 kJ 0,90 -0,1 60 18 ,018 0,50 0,55 kJ 16 ,016 -0,2 50 0,60 ) 20 co se kg 0,65 J/ (k 14 ,014 0,70 0,88 ía lp 4 0,75 ta 0 % 90 E n ºC 0,80 co se 0,85 ulbo 12 ,012 b 0,90 de % Humedad Relativa o Específica (gagua/kgseco) Humedad Relativa (kgagua/kgseco) 80 ión 0,95 urac 1.00 30 t 15 sa  J de 2k ura % -,0 70 Factor J t 0,86 r 10 ,010 4k pe de Calor em -,0 Volu oT Sensible kJ ío roc -,06 men de 60 % kJ 20 to (m³/k n -,08 Pu 8 ,008 10 gseco) % 50 0,84 10 6 ,006 5 40% 0,82 30% 0 4 ,004 0 kJ 0,1 0,80 20% -5 kJ 0,2 Punto de rocío o 2 ,002 kJ 0,78 Tempertura de  0,3 dad Relativa saturación de 10% Hume kJ 0,76 bulbo seco ºC 0,4  Tempertura de -10 0 ,000 -5 0 5 10 15 20 25 30 35 40 bulbo seco ºC Por debajo de 0 °C, las propiedades y líneas de desviación de entalpía son para hielo. 26  Acondicionamiento e Instalaciones 3 Curso 2024-2025 3. CONFORT AMBIENTAL  3. Confort ambiental Control de las condiciones interiores Acondicionamiento e Instalaciones 3 Curso 2024-2025 CONTROL DE LAS CONDICIONES HIGROTÉRMICAS Y DE CALIDAD DEL AIRE (IT 1.2.4.3.2) Categoría Ventilación Calentamiento Refrigeración Humificación Deshumificación Regulación THM-C 0 X - - - - Variación Temp. Impulsión en función Temp. THM-C 1 X X - - - exterior y/o Temp. ambiente por zona Como THM-C 1 + control HR media o local THM-C 2 X X - X representativo THM-C 3 X X X - (X) Como THM-C 1 para calor y frío Como THM-C 3 + control HR media o local THM-C 4 X X X X (X) representativo THM-C 5 X X X X X Como THM-C 3 + control HR en todos los locales THM-C Control termal - No influenciado por el sistema X Controlado por el sistema y garantizado por el local (X) Indirecta. Efectuado por el sistema pero no garantizado por el local 28  3. Confort ambiental Confort térmico Actividad metabólica sedentaria: 1,2 met. 1,2 clo Acondicionamiento e Instalaciones 3 Curso 2024-2025 0,15 clo Grado de vestimenta: 0,5 clo 1,0 clo 0,5 clo (verano); 1,0 clo (invierno). PPD: Compacidad de edificio A 14  3. DEMANDA ENERGÉTICA: ENVOLVENTE Y SISTEMAS CONSTRUCTIVOS ENVOLVENTE TÉRMICA (DB-HE1, ANEJO C): Acondicionamiento e Instalaciones 3 Curso 2024-2025 No habitable 1. La envolvente térmica contendrá todos los C2 C1 L espacios habitables del edificio PC M1 M1 S3 PF M1 Espacios habitables H S2 Espacios no habitables: No destinados al uso de No habitable M2 M1 personas o cuya ocupación, por ser excepcional y por ser bajo el tiempo de estancia, solo exige unas condiciones de salubridad adecuadas. T2 C2 T1 S2 PARTICIONES CON RECINTOS NO S1 M2 No habitable HABITABLES 15  3. DEMANDA ENERGÉTICA: ENVOLVENTE Y SISTEMAS CONSTRUCTIVOS Acondicionamiento e Instalaciones 3 Curso 2024-2025 PUENTE TÉRMICO EN ENCUENTRO PILAR-FACHADA PUENTE TÉRMICO EN JAMBAS DE VENTANAS 16  3. DEMANDA ENERGÉTICA: ENVOLVENTE Y SISTEMAS CONSTRUCTIVOS ENVOLVENTE TÉRMICA (DB-HE1, ANEJO C): Acondicionamiento e Instalaciones 3 Curso 2024-2025 No habitable 1. La envolvente térmica contendrá todos los C2 C1 L espacios habitables del edificio PC 2. Podrán incluirse, a criterio del proyectista, M1 M1 alguno o la totalidad de los espacios no S3 habitables PF M1 Espacios habitables H S2 No habitable M2 M1 T2 C2 T1 S2 PARTICIONES CON RECINTOS NO S1 M2 No habitable HABITABLES 17  3. DEMANDA ENERGÉTICA: ENVOLVENTE Y SISTEMAS CONSTRUCTIVOS ENVOLVENTE TÉRMICA (DB-HE1, ANEJO C): Acondicionamiento e Instalaciones 3 Curso 2024-2025 No habitable 1. La envolvente térmica contendrá todos los C2 C1 L espacios habitables del edificio PC 2. Podrán incluirse, a criterio del proyectista, M1 M1 alguno o la totalidad de los espacios no S3 habitables PF 3. Podrán excluirse, a criterio del proyectista, M1 Espacios habitables H otros espacios habitables no acondicionados S2 (ver anejo C) No habitable M2 M1 T2 C2 T1 S2 S1 M2 No habitable 18  3. DEMANDA ENERGÉTICA: ENVOLVENTE Y SISTEMAS CONSTRUCTIVOS Catálogo de Elementos Constructivos 4.2.1. Fábrica vista, sin cámara o con cámara de aire no ventilada, aislamiento por el interior FACHADA Hoja principal de fábrica vista Acondicionamiento e Instalaciones 3 Curso 2024-2025 SIN CÁMARA O CON CÁMARA DE AIRE NO VENTILADA Aislamiento por el interior HP hoja principal LC fábrica de ladrillo cerámico (perforado o macizo) BH fábrica de bloque de hormigón(10) de áridos densos LHO fábrica de ladrillo perforado de hormigón (10) de áridos densos perforado RM revestimiento intermedio(7) C cámara