DesignBuilder Datos de transferencia de humedad
El componente de transferencia de humedad proporciona datos para HAMT, EMPD o ambos. Puede seleccionarse en el cuadro de diálogo Materiales bajo el encabezado Transferencia de humedad al final de la pestaña General.
DesignBuilder incluye una base de datos de propiedades de transferencia de humedad para una pequeña gama de materiales representativos. Contiene propiedades para los métodos de cálculo HAMT y EMPD. La base de datos HAMT procede de IEA Annex 24 c.1996.
Para obtener detalles de los algoritmos HAMT utilizados en EnergyPlus, consulte la sección Modelo combinado de transferencia de calor y humedad (HAMT) de Engineering Reference.
Nota: Los datos de transferencia de humedad publicados suelen ser aproximados, mucho más que los de propiedades térmicas, debido a las grandes variaciones medidas en ensayos de laboratorio.
General
Nombre
Introduzca un nombre único para este conjunto de datos de transferencia de humedad.
Categoría
La categoría <All> es actualmente la única opción.
Método de simulación de transferencia de humedad
Puede introducir datos para EMPD o HAMT, o ambos. Seleccione:
- 1-EMPD - el componente solo incluye datos para EMPD.
- 2-HAMT - el componente solo incluye datos para HAMT.
- 3-EMPD y HAMT - el componente incluye datos para EMPD y HAMT.
Cuando se selecciona la opción 1-EMPD o 3-EMPD y HAMT se muestra la pestaña EMPD . Si se selecciona la opción 2-HAMT o 3-EMPD y HAMT se mostrarán las pestañas siguientes:
EMPD
El modelo de humedad de profundidad efectiva de penetración de humedad (EMPD) se utiliza cuando se especifican materiales de humedad EMPD adecuados y el método de simulación de transferencia de humedad es una de las opciones EMPD. En ese caso, los datos de esta pestaña describen las propiedades de humedad del material utilizadas en el algoritmo de solución 5-Función de transferencia por conducción de profundidad de penetración de humedad . El algoritmo EMPD es un modelo simplificado de humedad concentrada que simula el almacenamiento y la liberación de humedad de las superficies interiores.
El modelo utiliza coeficientes de transferencia de masa por convección determinados por relaciones existentes entre transferencia de calor y masa, por ejemplo la relación de Lewis. Incluye dos capas ficticias de material con humedad uniforme: una superficial, que representa la amortiguación de humedad a corto plazo, y una profunda, que representa una respuesta más lenta. Calcula la transferencia de humedad entre el aire y la capa superficial, y entre esta y la capa profunda. Esta transferencia afecta a la humedad de la zona y también a su temperatura mediante la conversión de calor latente en sensible por el calor de adsorción.
Factor de resistencia a la difusión de vapor de agua
El factor de resistencia a la difusión de vapor es la resistencia a la difusión de vapor de agua relativa a la del aire estancado. Es decir, vale 1 para el aire y generalmente es mayor que 1 para los materiales de construcción. La ecuación para µ es:
donde δperm,air es la permeabilidad del vapor de agua en el aire [kg/m-s-Pa], y δperm es la permeabilidad del vapor de agua en el material. La permeabilidad en el aire puede estimarse como:
donde T es la temperatura [C] y Pambient la presión atmosférica ambiente [Pa].
Profundidad efectiva de humedad
Este campo permite introducir la profundidad efectiva de penetración de humedad de la capa de material. Las unidades son m o ft.
Profundidad de penetración de la capa superficial
La profundidad de penetración de la capa superficial es el espesor ficticio de la capa superficial (en m o in) y se utiliza para calcular el volumen de material que interviene en la transferencia y almacenamiento de humedad a corto plazo. La capa tiene humedad uniforme y puede considerarse de capacidad concentrada. La profundidad de penetración depende de la cantidad de material que interactúa con el aire de zona bajo una variación cíclica de humedad relativa. También afecta a la resistencia de transferencia de masa entre el aire de zona y esta capa: profundidades menores producen resistencias menores (ref.: Effective Moisture Penetration Depth (EMPD) Model en Engineering Reference). Por ello, valores muy pequeños pueden producir inestabilidad según el paso de tiempo. La profundidad de penetración superficial puede estimarse mediante la ecuación siguiente:
donde:
δperm = permeabilidad al vapor de agua del material, kg/m-s-Pa (véase arriba el factor de resistencia a la difusión de vapor)
Psat = presión de vapor de saturación a una temperatura nominal determinada, Pa
τsurf = período de ciclo de las variaciones típicas de HR, s. A menudo se utilizan 24 horas (86,400 s).
ρmaterial = densidad seca del material, kg/mˆ3
du/dϕ = pendiente de la curva de sorción de humedad, abϕb-1 + cdϕd-1
Si este campo se establece en autocalculate, se utilizará la ecuación anterior para calcular la profundidad de penetración de la capa superficial suponiendo un periodo surf de 24 horas. Para utilizar un periodo distinto de 24 horas puede emplearse la ecuación anterior con otro valor de surf. La profundidad también puede introducirse como valor empírico, como en Woods and Winkler, 2016. Si se calcula dEMPD,surf , el valor supuesto de τsurf no debe ser inferior a 4x el paso de tiempo de simulación para garantizar una solución precisa y estable.
Profundidad de penetración de la capa profunda
La profundidad de penetración de la capa profunda es el espesor ficticio de la capa profunda (en m o in) y se utiliza para calcular el volumen de material que interviene en la transferencia y almacenamiento de humedad a largo plazo. Esta capa tiene humedad uniforme y puede considerarse de capacidad concentrada. La profundidad de penetración profunda depende de la cantidad de material que interactúa con la capa superficial bajo una variación cíclica de humedad relativa. Puede estimarse mediante la ecuación siguiente:
Cada término es igual que para la capa superficial, salvo que el periodo del ciclo es distinto. Para la capa profunda suele ser del orden de semanas. Si este campo se establece en autocalculate, se utilizará la ecuación anterior para calcular la profundidad de penetración de la capa profunda suponiendo un periodo deep de tres semanas. Para utilizar un periodo distinto de 3 semanas puede emplearse la ecuación anterior con otro
valor de deep. La profundidad de penetración también puede introducirse como valor empírico, como en Woods and Winkler, 2016.
Espesor de la capa de revestimiento
El espesor de la capa de revestimiento (en m o in) añade una resistencia entre la capa superficial y la zona y representa un revestimiento fino, como pintura, yeso u otros revestimientos de pared. Esta entrada es opcional y un valor cero implica que no hay revestimiento.
Factor de resistencia a la difusión de vapor de agua de la capa de revestimiento
El factor de resistencia a la difusión de vapor del revestimiento es su resistencia a la difusión de vapor de agua relativa a la del aire estancado (véase la sección Factor de resistencia a la difusión de vapor anterior). Un valor cero implica que no hay revestimiento.
Constantes de equilibrio de humedad
Los cuatro campos siguientes, coeficientes «a», «b», «c» y «d», ayudan a definir la curva de isoterma de sorción de los materiales de construcción en condiciones de equilibrio. Definen la relación entre el contenido de humedad del material y la humedad relativa del aire superficial (ref.: Effective Moisture Penetration Depth (EMPD) Model en Engineering Reference):
U = aφb + cφd
donde:
a,b,c,d = coeficientes que definen la relación entre el contenido de humedad del material y la humedad relativa del aire superficial
U = contenido de humedad definido como la fracción másica de agua contenida en un material (kg/kg o lb/lb)
φ = humedad relativa del aire superficial [0 a 1].
Los cuatro campos siguientes son coeficientes adimensionales:
Coeficiente a
Coeficiente b
Coeficiente c
Coeficiente d
Ajustes HAMT
Porosidad
La porosidad es la fracción máxima del volumen de un material que puede ocupar el agua. Las unidades son m3/m3 o ft3/ft3.
Contenido de agua
Introduzca la relación inicial de contenido de agua (en kg/kg o lb/lb). En el algoritmo de solución HAMT se supone que el contenido inicial está distribuido uniformemente por todo el espesor del material.
Isoterma de sorción
Los datos de la isoterma de sorción relacionan la humedad o contenido de agua de un material con la humedad relativa (RH). Se espera que el contenido de agua aumente con la humedad relativa, desde cero con una fracción RH de 0.0 hasta un máximo definido por la porosidad con una fracción RH de 1.0, correspondiente a una humedad relativa del 100%. La humedad relativa se introduce como fracción entre 0.0 y 1.0. El algoritmo HAMT establece automáticamente estos extremos (0.0 y 1.0), aunque si se introducen se utilizan como puntos adicionales. Para obtener una solución estable deben proporcionarse datos con RH y contenido de humedad crecientes, hasta una RH lo más alta posible.
Una posible causa del mensaje de error siguiente es que el contenido de agua de un material aumente muy rápidamente ante un pequeño cambio de RH. Esto puede ocurrir si el último punto introducido tiene una RH baja y el material presenta una porosidad muy alta.
** Warning ** HeatAndMoistureTransfer: Large Latent Heat for Surface ROOF
Número de coordenadas de datos
Pueden especificarse como máximo 25 coordenadas.
Coordenada de datos n
Fracción de humedad relativa x
Humedad relativa de la coordenada n. Se introduce como fracción, no como porcentaje.
Contenido de humedad
Contenido de humedad de la coordenada n. Las unidades son kg/m3 o lb/ft3.
Succión
Los datos de succión relacionan el coeficiente de transporte de líquido bajo succión con el contenido de agua del material. Se requiere un punto con contenido de agua cero. El coeficiente correspondiente al mayor contenido introducido se utiliza para todos los valores superiores. HAMT usa estos coeficientes cuando el archivo meteorológico indica lluvia.
Número de puntos de succión
Pueden especificarse como máximo 25 puntos.
Par de succión n
Contenido de humedad n
Contenido de humedad del punto x. Las unidades son kg/m3 o lb/ft3.
Coeficiente de transporte de líquido n
Coeficiente de transporte de líquido del punto x. Las unidades son m2/s o ft2/s.
Redistribución
Los datos de redistribución relacionan el coeficiente de transporte de líquido con el contenido de agua de un material en condiciones normales. Se requiere un punto con contenido de agua cero. El coeficiente correspondiente al mayor contenido introducido se utiliza para todos los valores superiores. El algoritmo de transferencia de calor y humedad usa estos coeficientes cuando el archivo meteorológico NO indica lluvia.
Número de puntos de redistribución
Pueden especificarse como máximo 25 puntos.
Punto de redistribución n
Contenido de humedad
Contenido de humedad del punto n. Las unidades son kg/m3 o lb/ft3.
Coeficiente de transporte de líquido
Coeficiente de transporte de líquido del punto n. Las unidades son m2/s o ft2/s.
Difusión
Los datos MU relacionan el factor de resistencia a la difusión de vapor, adimensional, con la humedad relativa expresada como fracción (RH). Se requiere un punto con RH cero. El factor correspondiente a la mayor RH introducida se utiliza para todos los valores superiores. El valor máximo de humedad relativa en forma de fracción es 1.0.
Número de pares de datos
Pueden especificarse como máximo 25 pares.
Par de datos n
Fracción de humedad relativa
Contenido de humedad del par n. La humedad relativa se introduce como fracción, no como porcentaje.
Factor de resistencia a la difusión de vapor
Coeficiente de transporte de líquido del par n.
Conductividad térmica
Los datos térmicos relacionan la conductividad térmica del material con su humedad o contenido de agua. Se requiere un punto con contenido de agua cero. La conductividad correspondiente al mayor contenido introducido se utiliza para todos los valores superiores.
Número de coordenadas térmicas
Pueden especificarse como máximo 25 coordenadas.
Coordenada térmica n
Contenido de humedad
Contenido de humedad de la coordenada n. Las unidades son kg/m3 o lb/ft3.
Conductividad térmica
Conductividad térmica de la coordenada n. Las unidades son W/m-K o Btu-in/h-ft-°F.
Limitaciones de HAMT
-
HAMT es incompatible con los puentes térmicos lineales porque no admite los materiales de valor R utilizados para los puentes.