rite y el uso del programa tekton3d
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Introducción al uso de la aplicación TeKton3D de conformidad con el reglamento de instalaciones térmicas en los edificios (RITE). Para más información consulte Procedimientos-Uno, SL (+34) 95 20 20 165 [email protected]TRANSCRIPT
Introducción al uso del programa TeKton 3D
Fernando López Murube
Dpto. Desarrollo Procedimientos Uno
Fco. Javier Trujillo Vilches
Dpto. Formación Procedimientos Uno
Reglamento de Instalaciones Térmicas de los EdificiosReglamento de Instalaciones Térmicas de los Edificios
¿Papel de Procedimientos Uno en un curso sobre RITE?
• Desarrollo de software para el ámbito de la Arquitectura y la
Ingeniería Edificatoria.
• Justificar una normativa (en nuestro caso RITE 2007) requiere en
muchos casos realizar cálculos complejos Uso de herramientas
informáticas.
• En nuestro caso utilizaremos TK 3D como herramienta de:
Análisis térmico (carga y demanda).
Ayuda en el diseño de los sistemas de climatización.
Justificación de ciertas IT del RITE.
• Primera jornada: Presentación del programa.
• Segunda jornada: Casos prácticos.
1. Interface gráfica.
2. Bases de datos.
3. Bases de cálculo.
4. Utilización de TK-CDT como herramienta de análisis térmico.
5. Utilización de TK-CDT como herramienta para justificar diversas
Instrucciones Técnicas del RITE 2007.
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CONTENIDOS PRIMERA SESIÓN
CASOS PRÁCTICOS
1. Influencia de las condiciones exteriores de Tª y Hr sobre los valores
de la carga máxima.
2. Influencia de las condiciones interiores de diseño (Tª seca y Hr)
sobre la carga y la demanda.
3. Influencia del control de la ventilación sobre la demanda de energía.
4. Influencia de la variación del caudal de ventilación sobre la carga y la
demanda.
5. Variación de la carga punta y demanda al variar condiciones
exteriores, interiores, control y caudal de ventilación.
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CONTENIDOS SEGUNDA SESIÓN
6. Utilización de las curvas de carga en estudios de zonificación.
7. Uso de las hojas de carga para el estudio de los procesos de
inversión térmica y trasvase de energía.
8. Obtención de las curvas carga-duración, load-factor y número de
horas equivalentes.
9. Evaluación de las pérdidas térmicas en tuberías mediante la opción
general.
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CONTENIDOS SEGUNDA SESIÓN
Descargar versión evaluación TK3D
http://www.arqui.com/servicios/evaluacion/
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1.1. Ventana de trabajo.
1.2. Datos generales.
1.3. Creación de plantas.
1.4. Creación de espacios.
1.5. Creación de cerramientos.
1.6. Creación de sombras propias y remotas.
1.7. Creación de un capítulo de cálculo de cargas y demanda energética. TK-
CDT.
1. INTERFACE GRÁFICA.
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1.1. Ventana de trabajo.
Área gráfica
Árbol de proyecto
Barras de herramientas gráficas
Capítulos
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1.2. Datos generales.
Selección de los
datos climáticos.
Selección de las
cargas internas y
condiciones
operacionales por
defecto
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1.3. Creación de plantas.
DXF/DWG
Referencia vertical
Norte
Árbol del edificio
Propiedades de las plantas
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1.4. Creación de espacios.
Codificación de colores: Habitable climatizado, habitable no
climatizado, no habitable.
Definición gráfica mediante
herramientas de CAD
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1.5. Creación de cerramientos.
Definición gráfica mediante
herramientas de CAD
Definición de la envolvente térmica:Materiales, elementos constructivos y
funciones de los cerramientos
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1.6. Creación de sombras propias y remotas.
Estudio de sombras propias y remotas basado en el posicionamiento solar
hora a hora durante todo el año.
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1.6. Creación de sombras propias y remotas.
Se tienen en cuenta las sombras arrojadas por el propio edificio en el cálculo
de cargas y demanda energética.
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1.6. Creación de sombras propias y remotas.
Posibilidad de modelar factores de sombra en los huecos del edificio:
- Retranqueos.
- Lamas.
- Toldos.
-Voladizos.
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1.6. Creación de sombras propias y remotas.
Posibilidad de modelar sombras remotas.
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1.7. Creación de un capítulo de cálculo de cargas y demanda
energética TK-CDT.
Ajuste de los parámetros de cálculo a tener en cuenta en la selección
de las condiciones climáticas exteriores.
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1.7. Creación de un capítulo de cálculo de cargas y demanda
energética TK-CDT.
Ajuste de opciones por defecto y parámetros a tener en
cuenta durante el cálculo.
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1.7. Creación de un capítulo de cálculo de cargas y demanda
energética TK-CDT.
Ajuste de los parámetros de cálculo de los espacios o zonas.
Selección de:
- Condiciones operacionales.
- Condiciones interiores de diseño
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1.7. Creación de un capítulo de cálculo de cargas y demanda
energética TK-CDT.
Ajuste de las fuentes internas:
-Ocupación.
-Iluminación.
-Equipos.
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1.7. Creación de un capítulo de cálculo de cargas y demanda
energética TK-CDT.
Ajuste de los parámetros
de ventilación.
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2.1. Localidades y datos climáticos.
2.2. Actividades.
2.3. Condiciones operacionales y horarios de funcionamiento.
2.4. Materiales y elementos constructivos.
2.5. Equipos y unidades terminales.
2. BASES DE DATOS
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2.1. Localidades y datos climáticos.
Todas las capitales de provincia.
Base de datos abierta: ampliable y modificable.
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2.1. Localidades y datos climáticos.
Archivos *.met
Año meteorológico tipo
CALENER GT
Condiciones exteriores
para el percentil elegido
( UNE 100001:2001)
Factores de corrección
horaria y mensual de Tª
(UNE 100014:2004 IN)
*Próximamente se adaptará a los percentiles medios anuales y datos de la Guía Nº 12 del IDAE
que acaba de aprobarse como documento reconocido.
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2.1. Localidades y datos climáticos.
Archivos *.met
1 dato cada hora
24 datos cada día
24 x 365 = 8760 registros
Año meteorológico tipo
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2.2. Actividades.
Más de 500 actividades agrupadas por categorías.
Base de datos abierta: ampliable y modificable.
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2.2. Actividades.
Datos típicos de:
Densidad de ocupación.
Condiciones operacionales.
Iluminación
Ventilación.
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2.3. Condiciones operacionales y horarios de funcionamiento.
- Por defecto, las mismas
que CALENER.
- Ampliables y modificables
por el usuario.
Condiciones operacionales
sujetas a unos horarios
anuales, semanales y diarios.
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2.3. Condiciones operacionales y horarios de funcionamiento.
Horarios anuales:
Distingue vivienda y terciario.
Modificables y ampliables.
Definición de hasta cinco
períodos distintos de
funcionamiento a lo largo del
año, cada uno regido por un
horario semanal.
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2.3. Condiciones operacionales y horarios de funcionamiento.
Horarios semanales:
Distingue vivienda y terciario.
Modificables y ampliables.
Definición de las C. Ops. en
días laborables, sábados y
festivos, sujetos cada uno de
ellos a un horario diario.
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2.3. Condiciones operacionales y horarios de funcionamiento.
Horarios diarios
Distingue vivienda y terciario.
Modificables y ampliables.
Podemos modelar los niveles de
ocupación, ventilación, iluminación,
etc., cada una de las horas del día.
Tipo de dato:- Fracción [%]- Temperatura [ºC].- Todo o nada [0/1]- Caudal
[renov./hora]
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2.4. Materiales y elementos constructivos.
Base de Datos oficial actualizada
LIDER
Ampliable a nuevos materiales.
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2.4. Materiales y elementos constructivos.
Incluye Catálogo de Elementos
Constructivos del IETcc, versión
Sep-2009.
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2.5. Equipos y unidades terminales.
Catálogos de fabricantes para la
selección de los equipos y
unidades terminales para
climatización.
Simulación de equipos Curvas
por defecto CALENER VYP.
Preparado para utilización futura
de curvas de funcionamiento de
fabricantes.
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1. CTE y RITE
2. Documentos reconocidos
3. Normas UNE
4. Métodos de cálculo
5. Desarrollo de los cálculos
3. BASES DE CÁLCULO
CTE
o Zonas climáticas HE1.
o Transmitancias límite y máximas CTE-HE1.
o Permeabilidad al aire de puertas y ventanas.
o Calidad del aire interior en viviendas CTE-HS3.
o Eficiencia energética de las instalaciones de iluminación CTE-HE3. RITE
o Calidad térmica del ambiente. Condiciones interiores. IT 1.1.4.1
o Calidad aire interior. Ventilación. IDA, ODA y AE. IT 1.1.4.2
o Estimación de consumos mensual y anual. IT 1.2.3
o Simultaneidad de cargas. Generación de frío y calor. IT 1.2.4.1.1
o Aislamiento térmico de redes de tuberías. IT. 1.2.4.2.1
o Recuperación del calor del aire de extracción, enfriamiento gratuito
y zonificación. IT 1.2.4.5
o Salas de calderas IT 1.3.4.1.2
3.1. CTE Y RITE-2007 (R.D. 47/2007)
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3.2. Documentos reconocidos
Basado en el “Documento de Condiciones de Aceptación de
Programas Informáticos Alternativos” a LIDER y CALENER (IDAE y
Ministerio de la vivienda):
o Impone un Nivel mínimo de modelización.
o Define las hipótesis comunes y valores por defecto.
o Datos climáticos oficiales anuales hora a hora. Archivos *.met
o Catálogo de materiales I.EduardoTorroja C.C.
o Condiciones operacionales programas oficiales.
o Factores de corrección y curvas de comportamiento de
equipos según CALENER VYP.
o Coeficientes de paso desde energía final a emisiones CO2.
3.3. Normas UNE
Condiciones climáticas de proyecto UNE 100001:2001 y UNE
100014:2004 Condiciones interiores de proyecto UNE-EN ISO 7730:2006 Transmisión de calor por el terreno UNE-EN ISO 13370:1999 Ventilación de edificios no residenciales UNE-EN 13779:2005 Pérdidas térmicas en tuberías UNE-EN ISO 12241 Sistemas de expansión UNE 100155:2004 Salas de máquinas UNE 100020:2005
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Cargas térmicas: Funciones de transferencia (TFM) desarrollado por
ASHRAE descrito en HVAC FUNDAMENTALS. Radiación solar: Modelo desarrollado Bird y Hulstrom (modelo “C”
de Iqbal). Directa, difusa y reflejada. Sombras propias y remotas calculadas según la posición solar. Transmisión de calor en muros transitorio. Coeficientes CTFs
calculados por el método State Space. Infiltraciones: Modelo de zona única. Presión interior dependiente de
la velocidad media del viento y fachadas expuestas. Potencia térmica: Modelo termostático de control proporcional con
banda perdida y gamas dobles de reducción de la sección de paso.
3.4. Métodos de cálculo
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Cálculo de ganancias instantáneas para:
o 8760 horas del año tipo meteorológico.
o 240 horas de los 10 días tipo percentiles. Conversión de las ganancias instantáneas a carga térmica
supuesta constante la temperatura interior de los locales.
3.5. Desarrollo de los cálculos (I)
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Cálculo de la potencia de suministro/extracción de calor de los
equipos acondicionadores teniendo en cuenta las condiciones
operacionales y que las temperaturas de consigna pueden variar.
o Días tipo percentiles (condiciones extremas) -> Dimensionado
o Año meteorológico (evolución “real”) -> Demanda de energía
3.5. Desarrollo de los cálculos (II)
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Obtención de la demanda de energía teórica en cada espacio. Evolución de la temperatura interior en cada local. Análisis térmico. Herramienta para el diseño de los sistemas.
3.5. Desarrollo de los cálculos (III)
Simulación del funcionamiento de los equipos y unidades terminales.
Aplicación de los factores correctores por carga parcial, variación de
la capacidad y del consumo nominal…
Cálculo del consumo energético y de las emisiones de CO2.
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4.1. Introducción.
4.2. Obtención de la demanda energética por espacios y total del edificio.
4.3. Obtención de las hojas de carga para refrigeración y calefacción.
4.4. Obtención de las curvas de carga horaria y carga-duración.
4.5. Obtención de la potencia media, máxima, número de horas equivalentes
a plena carga y factor de carga.
4.6. Estudio de zonificación.
4.7. Estudio de los procesos de inversión térmica.
4.8. Transvase de energía y acumulación.
4.9. Evaluación de las pérdidas térmicas en redes de tuberías.
4. UTILIZACIÓN DE TK-CDT COMO HERRAMIENTA DE
ANÁLISIS TÉRMICO
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4.1. Introducción.
Análisis térmico Estudia la variación temporal y espacial de las cargas
térmicas.
Herramienta fundamental Obtención de las curvas de carga.
Utilidad:
o Estudio de las cargas máximas y de la demanda energética.
o Selección de sistemas y equipos de climatización.
o Estudios de zonificación.
o Estudios de inversión térmica.
o Fraccionamiento de la potencia.
o Análisis de los costes de operación.
o …
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4.2. Obtención de la demanda energética por espacios y total
del edificio.
Tablas de demanda energética del edificio en base mensual y anual.
(*) Estimación de consumos y emisiones considerando consumos energéticos iguales a demandas
(rendimientos unitarios) y coeficientes de paso de electricidad para refrigeración y gasóleo para
calefacción.
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4.2. Obtención de la demanda energética por espacios y total
del edificio.
Tablas de demanda energética anual y cargas máximas por espacios.
(*) Estimación de emisiones considerando consumos energéticos iguales a demandas (rendimientos
unitarios) y coeficientes de paso de electricidad para refrigeración y gasóleo para calefacción.
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4.3. Obtención de las hojas de carga para refrigeración y calefacción
Desglose de cargas para la hora y el día en el que se produce el pico máximo,
seleccionadas las condiciones exteriores para un percentil concreto del día tipo
(UNE 100001 y 100014).
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4.4. Obtención de las curvas de carga horaria y carga-duración.
Curva de carga horaria
(para una zona, día tipo de un mes concreto, percentil concreto)
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4.4. Obtención de las curvas de carga horaria y carga-duración.
Desglose detallado de la carga para el día y la hora
del año donde se produce la carga pico.
Representación gráfica de la hoja
de carga
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4.4. Obtención de las curvas de carga horaria y carga-duración.
Curva de carga-duración para el año meteorológico.
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4.5. Obtención de las potencias media y máxima, número de
horas equivalentes a plena carga y factor de carga.
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4.5. Obtención de las potencias media y máxima, número de
horas equivalentes a plena carga y factor de carga.
64,0
16500
HF
HEPC
PP
PMLF
kWhHEPCPPHFPMD
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4.6. Estudio de zonificación.
Uso de las curvas de carga horaria como herramienta de análisis de posibles
agrupaciones de espacios en una misma zona.
Dos zonas serán tanto más diferentes cuanto mayor sea el desplazamiento
horario de sus valores máximos.
Las cargas máximas se producen a horas distintas y el perfil de horario
de carga es diferente Zonas no agrupables.
Aspectos a tener en cuenta para la zonificación: orientación, horarios de
funcionamiento, epidermis, sombreado, ventilación, …
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4.6. Estudio de zonificación.
Hipótesis de partida:
- Localidad: Málaga
- Uso: Plantas de oficinas.
- Cond. Ops.: Intensidad media 16 horas.
- Mismas calidades de cerramientos para
todos las zonas.
- Zonas con idéntica superficie,
ocupación, iluminación y equipos.
N1
N2
N3
N4
E1
E2
SE
S1S2
SO
O2
O1
I1
I2
I3
I4
Planta tipo con 16 zonas con
distintas orientaciones.
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4.6. Estudio de zonificación.
Zonificación por orientación.
Carga máxima refrigeración
Julio 15 hs Julio 15 hs
N1, N2, N3, N4
I1 ,I2, I3, I4
E1, E2, SE S1, S2
Octubre 14 hs
O1, O2,
SO
Julio 16 hs
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4.6. Estudio de zonificación.
Condiciones operacionales distintas.
Intensidad media
12 horas
Intensidad media
8 horas
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4.7. Estudio de los procesos de inversión térmica (I)
Inversión térmica sucesiva: Paso de régimen invierno a verano y/o viceversa
dentro de una mismo espacio o zona.
•Cargas siempre +:
- Radiación solar cristal.
- Ocupación.
- Iluminación.
- Equipos.
• Pueden cambiar de signo:
- Transmisión envolvente.
- Ventilación.
Se necesita una unidad terminal
capaz de pasar instantáneamente de
frío a calor.
4.7. Estudio de los procesos de inversión térmica (II)
Inversión térmica simultánea: Durante el mismo período de tiempo un grupo de
espacios tienen demanda positiva y otro grupo demanda negativa.
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Se necesita un equipo de
generación que sea capaz de
suministrar frío y calor al mismo
tiempo (ej: 4 tubos).
4.7. Estudio de los procesos de inversión térmica (III)
Inversión térmica combinada: Se producen durante el período de tiempo
considerado los dos tipos de inversión térmica descritas.
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4.8. Transvase de energía y acumulación.
Transvase de energía: Utiliza los excedentes térmicos de zonas funcionando en
régimen de verano para calentar zonas con necesidades de calefacción.
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4.9. Evaluación de las pérdidas térmicas en redes de tuberías.
•Cálculo del nivel de aislamiento mínimo de acuerdo al procedimiento simplificado
de la IT 1.2.4.2.1.2
•Justificación mediante el procedimiento alternativo IT. 12.4.2.1.3 según los
criterios de la UNE-EN ISO 12241
•Pérdidas térmicas
globales en el conjunto
de las conducciones no
superiores al 4% de la
potencia máxima
transportada.
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5. UTILIZACIÓN DE TK-CDT COMO HERRAMIENTA DE
JUSTIFICACIÓN DE DEL RITE 2007.
IT 1.2.4.1.1.2. Se estudiarán las distintas cargas al variar la hora del día y
el mes del año, para hallar la carga máxima simultánea, así como las cargas
parciales y la mínima, con el fin de seleccionar el tipo número de
generadores. IT 1.2.4.1.2.2. Fraccionamiento de potencia: Se dispondrá del número de
generadores necesarios en número potencia y tipos adecuados, según el perfil
de la demanda de energía térmica prevista.
Uso de las curvas de carga horaria y carga duración.
IT 1.2.4.1.3.2. Escalonamiento de potencia en centrales de generación de frío.
IT 1.2.4.5.4. Zonificación.
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IT 1.2.4.2.1.3.2. Aislamiento térmico de las redes de tuberías. Procedimiento
alternativo al método simplificado. Basado en UNE EN ISO 12241.
Cálculo de las pérdidas energéticas en las redes de
tuberías.
5. UTILIZACIÓN DE TK-CDT COMO HERRAMIENTA DE
JUSTIFICACIÓN DE DEL RITE 2007.