Calor 2 roscardi faa, Ejercicios de Física

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CALOR II

FISICA APLICADA A LA ARQUITECTURA

CATEDRA ING JAVIER ROSCARDI

1

Calor

II

FAA

Cátedra

Roscardi

Fórmulas Calor

II

FAA

Cátedra

Roscardi

R = e

Q = K x Sup x Δt° x Tiempo Cal - Kcal

m

2 h°C

Kcal

K = λ

e

Kcal

m

2 h°C

R = 1 = 1 + S e + 1

k a int λ a ext

m

2 h°C

Kcal

Transmitancia térmica

Resistencia térmica

Transmisión de calor

por Conducción

Resistencia térmica

0,21 m

2 h°C

Kcal

20 Kcal/m^2 h°C

0,015 m

0,75 Kcal/mh°C

0,15 m

0,40 Kcal/mh°C

0,01 m

0,35 Kcal/mh°C

7 Kcal/m^2 h°C

Datos: e 1

= 0,015 m. λ = 0,75 Kcal/ mh°C (Rev cal)

e 2 = 0,15 m. λ = 0,40 Kcal/ mh°C (lad hueco)

e 3 = 0,045 m. R c.aire = 0,21 m

2 h°C/Kcal

e 4 = 0,15 m. λ = 0,40 Kcal/ mh°C (lad hueco)

e 5

= 0,01 m. λ = 0,35 Kcal/ mh°C (Rev yeso)

a int = 7 Kcal/m

2 h°C a ext = 20 Kcal/m

2 h°C

Ejercicio 2 Calor

II

FAA

Cátedra

Roscardi

Dada la pared organizada según esquema hallar 1/K y K

R = 1 = 1 + S e + 1

k a int λ a ext

exterior interior

cal

yeso

Ladrillo hueco

CONV. EXT (^) CAL LAD. HUECO YESO CONV. INT

aint aext

R = + +

0,05 m

2 h°C

Kcal

= 0,02^ m

(^2) h°C

Kcal

0,375 m +

2 h°C

Kcal

0,14 m

2 h°C

Kcal

K

1,2 m

2 h°C

Kcal

K = 1

R

K = 1

1,2 m

2 h°C/Kcal

K = 0,83 Kcal

m

2 h°C

0,15 m

0,40 Kcal/mh°C

Ladrillo hueco

Cámara de aire

R ca (^) LAD. HUECO

0,375 m^2 h°C

Kcal

0,21 m^2 h°C

Kcal

0,03 m

2 h°C

Kcal

R =

R

Ejercicio 3 Calor

II

FAA

Cátedra

Roscardi

Si la cámara de aire del ejemplo anterior se rellena con:

R = e

a) Arena seca ( 0,27 Kcal/mh°C )

b) Poliuretano expandido ( 0,03 Kcal/mh°C )

c) Corcho ( 0,085 Kcal/mh°C )

Determinar cual de las organizaciones para la pared es mas conveniente desde el punto de vista térmico.

R= e

λ

R = 0,045 m

0,27 Kcal/mh°C

R = 0,17 m

2 h°C

Kcal

e

3

= 0,045 m. R c.aire = 0,21 m

2

h°C/Kcal

R= e

λ

R = 0,045 m

0,03 Kcal/mh°C

R = 1,5 m

2 h°C

Kcal

R= e

λ

R = 0,045 m

0,085 Kcal/mh°C

R = 0,52 m

2 h°C

Kcal

1,5 m

2 h°C

Kcal

>

NO, conviene poner POLIURETANO EXPANDIDO 0,21^ m

2 h°C

Kcal

¿Conviene dejar la cámara vacía? R pol.exp R c.aire

Ejercicio 5 Calor

II

FAA

Cátedra

Roscardi

Se quiere materializar un cerramiento con dos materiales de distintos espesores de manera tal que resulte

un K = 1,5 Kcal/m

2 h°C , sabiendo que:

R = 1 = 1 + S e + 1

k a int λ a ext

a int = 7 Kcal/m

2 h°C a ext = 20 Kcal/m

2 h°C

λ 1 = 0,6 Kcal/ mh°C e 1 = 0,20 m. λ 2 = 0,70 Kcal/ mh°C

El valor de E2 será:

a) 0,10 m.

b) 0,37 m.

c) 20 cm.

d) 3,5 cm.

e) 1 m.

7 Kcal/m

2 h°C

0,20 m

0,6 Kcal/mh°C

e

2

0,7 Kcal/mh°C

20 Kcal/m

2 h°C

R = 1 = 1 + e

1

+ e

2

k a int λ

1

2

a ext

1,5 Kcal/m

2 h°C

= + +^ +

0,67 m^2 h°C

Kcal

0,14 m^2 h°C

Kcal

0,34 m^2 h°C

Kcal

0,05 m^2 h°C

Kcal

e

2

0,7 Kcal/mh°C

0,67 m^2 h°C

Kcal

• 0,53^ m

(^2) h°C

Kcal

= e 2

x^ 0,7 Kcal/mh°C

0,14 m

2 h°C

Kcal

0,7 Kcal

mh°C

x = e

2 e2 = 0,098 m.

Ejercicio 6 Calor

II

FAA

Cátedra

Roscardi

Suponiendo que las paredes exteriores que constituyen el Estar Comedor del modelo didáctico están

organizadas según el modelo del ejercicio N° 2

R = 1 = 1 + S e + 1

k a int λ a ext

a) Calcular la pérdida de calor que se produce de aire a aire por los cerramientos verticales sabiendo que:

ΔT°= 10°C y el tiempo es de 120 minutos. Considerar también las ventanas.

a int = 7 Kcal/m

2 h°C a ext = 20 Kcal/m

2 h°C λ (^) vidrio = 0,7 Kcal/ mh°C e 1 = 5 mm.

K= 0,83 Kcal/m

2 h°C

Sup muro= 19 m

2

Sup vent= 6,6 m

2

Q = K x Sup x Δt° x T

Rvidrio= 1 + e 1 + 1

a int λ 1 a ext

Rvidrio= 1 + 0,005 m + 1

7 Kcal/m

2 h°C 0,7 Kcal/ mh°C 20 Kcal/m

2 h°C

Rvidrio= 0,14 m

2 h°C + 0,007 m

2 h°C + 0,05 m

2 h°C

Kcal Kcal Kcal

Rvidrio= 0,2 m

2 h°C

Kcal

Q

vidrio

= K x Sup x ΔT° x t

Q

vidrio

= 5 Kcal x 6,6 m

2

x 10 °C x 2 h

m

2 h°C

K = 1

R

K = 1

0,2 m

2 h°C/Kcal

K = 5 Kcal

m

2 h°C

Q

vidrio

= 660 Kcal

Q

muro

= K x Sup x ΔT° x t

Q

muro

= 0,83 Kcal x 19 m

2

x 10 °C x 2 h

m

2 h°C

Q

muro

= 315,2 Kcal

Q

m

= 315 Kcal

Q

v

= 660 Kcal

Q

t

= 975 Kcal

Ejercicio 7 Calor

II

FAA

Cátedra

Roscardi

a) Calcular la pérdida de calor por hora a través de una losa de hormigón de 25 m

2 , siendo ΔT° = 20°C

KHO= 1,5 Kcal/m

2 h°C λ (^) L de V = 0,035 Kcal m/ m

2 h°C

R = 1 = 1 + S e + 1

k a int λ a ext

b) Se desea reducir a la mitad esta pérdida agregando una placa de lana de vidrio.

Calcular cuál debe ser el espesor de la misma.

Q

LH

= K x Sup x ΔT° x t

Q

LH

= 1,5 Kcal x 25 m

2

x 20 °C x 1 h

m

2 h°C

Q

LH

= 750 Kcal

KHO= 1,5 Kcal/m

2 h°C

K

HO

= 0,75 Kcal/m

2 h°C

Reduzco el K a la mitad

R = 1.

0,75 Kcal/m

2

h°C

R = 1,3 m

2

h°C

Kcal

1,3 m

2 h°C = 1 + e (^) LV

Kcal 1,5 Kcal/ m

2 h°C 0,035 Kcal/ mh°C

R deseado R Losa Hormigon R Lana vidrio

1,3 m

2 h°C - 0,67 m

2 h°C

Kcal Kcal

X 0,035 Kcal

mh°C

= e (^) LV

0,023 m = e

LV

Q = K x Sup x Δt° x T