Propiedades termofísicas de los materiales

Pestaña General del cuadro de diálogo Materiales .

Los materiales se utilizan para definir las propiedades de las capas de los cerramientos. Existen 2 tipos de material:

1. Propiedades detalladas , que incluyen las propiedades termofísicas, las propiedades superficiales y el aspecto visual del material.
2. Material resistivo simple , sin masa térmica. Esta opción se utiliza habitualmente para modelar cámaras de aire.

Capas extremadamente delgadas o muy conductoras: nota técnica sobre su aplicabilidad

 

Cuando se utiliza un material en el cerramiento de una superficie del edificio, hay que evitar modelar soluciones constructivas ajenas al ámbito de aplicación previsto de los modelos de transferencia de calor subyacentes. Los modelos de superficies de edificios están destinados a aplicaciones habituales de eficiencia energética, centradas principalmente en soluciones con cierta resistencia térmica. Las capas extremadamente delgadas o muy conductoras deben omitirse del cerramiento, ya que no contribuirán a su resistencia térmica ni a su capacidad calorífica global. En algunos casos, estos materiales plantean problemas graves para el modelado de la transferencia de calor, por lo que se comprueba la adecuación del espesor, la conductividad, la densidad y el calor específico. La comprobación calcula la difusividad térmica del material a partir de la conductividad, la densidad y el calor específico introducidos y la compara con un umbral máximo de 1.E-5 (m2/s). Si la difusividad supera ese umbral, el programa comprueba si la capa tiene suficiente espesor y puede emitir una advertencia si es demasiado delgada y muy conductora.

Espesor del material

Fijar espesor

Si el material solo debe utilizarse en capas de un espesor concreto, activa esta casilla e introduce a continuación el espesor aplicable. Al seleccionar materiales con esta opción activada en el cuadro de diálogo Cerramientos , el espesor de la capa queda fijado al espesor del material indicado a continuación.

Esta opción puede ser útil para materiales como ladrillos, baldosas, aislantes y materiales de cambio de fase (PCM), que suelen suministrarse con un espesor determinado.

Nota: debes activar esta opción en los materiales utilizados para definir las propiedades del aislamiento de una cimentación Kiva. En este caso, el valor de Espesor predeterminado indicado a continuación define el espesor del aislamiento.

espesor predeterminado

El espesor fijo de la capa del material (en m o in) cuando se selecciona.

Debe ser la dimensión de la capa en dirección perpendicular al recorrido principal de conducción del calor. Normalmente no se recomienda modelar capas de espesor inferior a 0.003 m; es preferible añadir sus propiedades a una de las capas adyacentes.

Propiedades detalladas

Propiedades termofísicas

Conductividad térmica

Este campo permite introducir la conductividad térmica de la capa de material. La conductividad térmica debe ser mayor que cero.

Este campo permite introducir la conductividad térmica de la capa de material (en W/m-K o Btu-in/h-ft2-F). La conductividad térmica debe ser mayor que cero. Normalmente no se recomienda modelar capas con una conductividad superior a 5.0 W/(m-K).

Calor específico

Este campo representa el calor específico de la capa de material (en J/kg-K o Btu/lb-F).

Nota: EnergyPlus utiliza unidades científicas del SI, pero los manuales y las referencias suelen expresar los datos en kJ/kg-K o J/g-K. ¡Presta atención a las unidades!

Solo se admiten valores de calor específico iguales o superiores a 100. El intervalo habitual es de 800 a 2000 J/kg-K.

Densidad

Este campo permite introducir la densidad de la capa de material (en kg/m3 o lb/ft3). La densidad debe ser una

cantidad positiva.

Nota: Algunos manuales y referencias pueden utilizar unidades de g/m3. ¡Presta atención a las unidades!

Resistencia simple

Resistencia térmica

Este campo permite introducir la resistencia térmica (valor R) de la capa de material (en m2-K/W o ft2-F-hr/Btu).

Nota: Los materiales definidos mediante un valor R no aportan masa térmica al cerramiento ni, por tanto, al edificio en los cálculos. Deben utilizarse con precaución, especialmente si el modelo se destina a simulaciones térmicas dinámicas. Se recomienda especialmente no utilizar materiales definidos por su valor R en la capa más interior de los cerramientos y, en general, no emplearlos para representar materiales con masa. Resultan más adecuados para modelar cámaras de aire y capas de aislamiento.

Resistencia al vapor

Aquí puedes introducir las propiedades de difusión del vapor si el material va a utilizarse en un cerramiento que se someterá a un análisis de condensaciones . Estos datos no se utilizan en las simulaciones generales. Para incluir la difusión de humedad en las simulaciones, utiliza los ajustes de transferencia de humedad en cada uno de los materiales de cada cerramiento del proyecto.

Nota: Los datos de resistencia al vapor y difusión de humedad publicados suelen ser muy aproximados, mucho más que los de propiedades térmicas. Esto se debe a las grandes variaciones medidas en ensayos de laboratorio.

Definición de la resistencia al vapor

Existen 3 formas de definir las propiedades de difusión del vapor de un material:

• 1-Factor, en cuyo caso se introduce a continuación el valor de factor de resistencia al vapor .
• 2-Resistividad, en cuyo caso se introduce a continuación el valor de resistividad al vapor .
• 3-No permeable, para materiales impermeables al vapor de agua; no se requieren más datos. Utiliza esta opción para barreras de vapor y materiales plásticos que no transmitan vapor de agua.

Factor de resistencia al vapor

Introduce el factor de resistencia al vapor del material. Es adimensional.

Resistividad al vapor

Introduce la resistividad al vapor, una propiedad del material (en MNs/g.m).