ASHRAE 55
(CONDICIONES AMBIENTALES PARA LA OCUPACION HUMANA)
ESTUDIANTE:
DANIEL FRANCISCO BASTO ARENAS
COD 2122201
PRESENTADO A:
ING. JULIAN ERNESTO JARAMILLO IBARRA
UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER
FACULTADA DE INGENIERIAS FISICO-MECANICAS
ESCUELA DE INGENIERIA MECANICA
SISTEMAS TERMICOS
BUCARAMANGA-SANTANDER
FEBRERO DE 2024
ASHRAE 55CONDICIONES AMBIENTALES PARA LA OCUPACIÓN HUMANA
1-PROPÓSITO
El objetivo de esta norma es especificar las combinaciones de factores ambientales térmicos
interiores y personales que producirán condiciones ambientales térmicas aceptables para la
mayoría de los ocupantes del espacio.
2- ALCANCE
Los factores ambientales abordados en esta norma son la temperatura, la radiación térmica,
la humedad relativa y velocidad del aire; los factores personales son los de la actividad y de la
vestimenta.
3-DEFINICIONES
Modelo adaptativo:
modelo que relaciona las temperaturas de diseño al interior o de la temperatura aceptable, el
cual varía con los parámetros meteorológicos o climatológicos al aire libre.
Tasa metabólica:
tasa de transformación de energía química en calor y trabajo mecánico por actividades
metabólicas dentro de un organismo, generalmente expresada en términos de unidad de área
de la superficie corporal total.
Porcentaje predicho de insatisfechos (PPD):
un índice que establece una predicción cuantitativa del porcentaje de personas térmicamente
insatisfechas determinados a partir de PMV.
Voto medio predicho (PMV):
índice que predice el valor medio de los votos de un gran grupo de personas en la escala de
siete puntos de sensación térmica.
Temperatura estándar efectiva (SET):
la temperatura de un entorno imaginario con una humedad relativa del 50 % y una velocidad
del aire <0,1 m/s en el que la pérdida total de calor de la piel de un ocupante imaginario con un
nivel de actividad de 1,0 cumplido y un nivel de ropa de 0,6 clo es el mismo que el de una
persona en entorno real, con ropa y actividad reales.
Clo:
el valor 0.0 representa la desnudez total, mientras que 1.0 representa un traje común de
oficina. Para ser más exactos un Clo equivale a una combinación de ropa que presenta una
resistencia térmica de 0.155 m2 °C/W.
4-REQUISITOS GENERALES
El uso de esta norma es específico para el espacio que está siendo considerado y los
ocupantes de ese espacio. Cualquier aplicación de esta norma no solo se debe especificar el
espacio al que se aplica o los lugares dentro de ese espacio al que se aplica, sino a todo el
espacio. Cualquier aplicación de esta norma debe identificar a los ocupantes (que debe tener
una residencia de más de 15 minutos en el espacio) a las que se aplica.
5-CONDICIONES QUE PROPORCIONAN CONFORT TÉRMICO
5.1 introducción
El confort térmico es el estado de ánimo que expresa satisfacción con el ambiente térmico.
Debido a que existen grandes variaciones, tanto fisiológica como psicológicamente, de
persona a persona, es difícil satisfacer a todos en un espacio. La norma permite determinar
las condiciones ambientales térmicas en un espacio que son necesarias para lograr la
aceptación en un porcentaje especifico de los ocupantes de ese espacio.
Hay seis factores principales que deben ser abordados en la definición de las condiciones de
confort térmico.
1. La tasa metabólica
4. Temperatura radiante
2. Aislamiento de ropa
5. La velocidad del aire
3. La temperatura del aire
6. Humedad
5.2 MÉTODO PARA DETERMINAR LAS CONDICIONES TÉRMICAS ACEPTABLES EN LOS
ESPACIOS OCUPADOS.
5.2.1 Temperatura Operativa
Para valores dados de humedad, velocidad del aire, la tasa metabólica, y el aislamiento de la
ropa, una zona de confort puede ser determinada. La zona de confort se define en términos de
un rango de temperaturas operativas que proporcionan condiciones ambientales térmicas
aceptables o en términos de las combinaciones de la temperatura del aire y la temperatura
media radiante que la gente encuentra térmicamente aceptable.
5.2.2 Límites de humedad.
Cuando se utiliza el método de la zona Confort gráfico 5.2.1.1, los sistemas deben ser capaces
de mantener una relación de humedad igual o inferior a 0.012, que corresponde a una presión
de vapor de agua de 1.910 kPa a presión estándar o un punto de rocío temperatura de 16,8 ° C
Esta norma no especifica un nivel de humedad mínimo.
Figura 5.2.1.1
5.2.3 velocidad de aire elevada.
Es para aumentar la temperatura operativa máxima bajo ciertas condiciones de aceptabilidad.
Se tienen límites en función de factores ambientales, personales y los ocupantes tienen el
control de la velocidad del aire.
5.2.3.1 Método de velocidad de aire elevada.
La cantidad que la temperatura puede aumentarse se muestra en la Figura. Las
combinaciones de la velocidad del aire y la temperatura definidos por las líneas en esta figura,
resultan en niveles iguales de pérdida de calor de la piel.
El punto de referencia es el límite de velocidad del aire está definido por PMV, 0,20 m / s (40
5.2.3.2 Método SET.
La figura 5.2.3.2 representa un caso particular de contornos iguales de pérdida de calor de la
piel creados por el Modelo de temperatura efectiva estándar (SET). El modelo, Sin embargo,
no se limita a este caso particular y es aceptable usarlo para determinar la zona de confort
para una amplia gama de aplicaciones.
La Figura 5.2.3.2 usa SET para ampliar la Figura 5.2.1.1 zonas de confort en una gama de
velocidades del aire, por ejemplo, relación de humedad de 0,010. La figura 5.2.1.1 se basa en
el PMV calculado para una velocidad del aire de 0,1 m/s (20 fpm)
5.2.3.3 Límites de Velocidad del Aire
5.2.3.3.1 Con el control local.
El área delimitada completa para un nivel de ropa dada en la Figura 5.2.3.2 contiene las
pérdidas de calor iguales a los de la zona PMV subyacente. Se aplica cuando se proporciona
el control de la velocidad del aire local a los ocupantes, el control debe proporcionarse o bien
(a) por cada seis ocupantes o menos, o (b) por cada 84 metros cuadrados (900 pies cuadrados)
o menos. La gama de control deberá abarcar velocidades de aire adecuados para los
ocupantes sedentarios.
5.2.3.4 Medición de velocidad del aire.
A temperaturas operativas superiores a 22,5 ° C (72,5 ° F), el balance global de calor del
cuerpo determina la comodidad. Para esto, se utiliza la velocidad media del aire especificado
en la Sección.
A temperaturas operativas inferiores a 22,5 °C (72,5 °F), el problema es evitar la incomodidad
térmica local, generalmente ocurre en una parte desnuda del cuerpo
5.2.4 incomodidad térmica local
La incomodidad térmica local es causada por una diferencia de temperatura de aire vertical
entre los pies y la cabeza, por un campo radiante asimétrico, por enfriamiento por convección
local, o por contacto con un suelo caliente o frío.
Para personas con ropa ligera (con aislamiento de la ropa entre 0,5 y 0,7 CLO) con actividad
física sedentaria (con tasas metabólicas entre 1,0 y 1,3 MET), tienen mayor sensibilidad. Con
mayores tasas metabólicas y / o con más aislamiento ropa, la gente es menos sensible
térmicamente y, el riesgo de molestias locales es menor. Así, es aceptable el uso de los
requisitos de esta sección para tasas metabólicas mayores que 1,3 conocido y con
aislamiento de la ropa mayor que 0,7clo, Los requisitos de esta sección se basan en
temperaturas ambientales, cerca del centro de la zona de confort.
5.2.4.1 La asimetría de temperatura radiante.
El campo de radiación térmica sobre el cuerpo puede ser no uniforme debido a las superficies
calientes y frías y luz solar directa. Esta asimetría puede causar malestar local y reducir la
aceptabilidad térmica del espacio. En general, las personas son más sensibles a la radiación
asimétrica causada por un techo caliente que la causada por superficies verticales calientes
y fríos.
5.2.4.2 Corriente de aire.
Es el enfriamiento local no deseado del cuerpo causado por el movimiento del aire. Aunque
una persona tenga una sensación de neutralidad térmica, puede que algunas partes del
cuerpo estén expuestas condiciones que producen el des confort térmico. Esta incomodidad
térmica local no puede evitarse elevando o disminuyendo la temperatura del recinto.
Generalmente el des confort térmico local puede agruparse bajo uno de los siguientes cuatro
puntos:
1. Enfriamiento o calentamiento de partes del cuerpo por la radiación; esto es conocido por un
problema de asimetría de radiación.
2. Enfriamiento convectivo local causada por una corriente de aire.
3. Los pies fríos y una cabeza calurosa al mismo tiempo, causado por las grandes diferencias
verticales de temperatura de aire.
4. Los pies calientes o fríos, causados por la temperatura del suelo, es decir una temperatura
que contraste demasiado con la temperatura del cuerpo.
5.2.4.1 la asimetría de temperatura radiante
El campo de radiación térmica sobre el cuerpo puede ser no uniforme debido a las superficies
calientes, frías y luz solar directa.
5.2.4.3 aire vertical diferencia de temperatura
Generalmente es desagradable sentir un ambiente caluroso alrededor de la cabeza teniendo
al mismo tiempo frio en los pies, sin importar que esto sea causado por radiación o convección
cuando se mide la diferencia de la temperatura del aire es importante usar un sensor protegido
contra la radiación térmica.
5.2.4.4 temperatura de la superficie del piso
Los ocupantes pueden sentirse incomodos debido al contacto con las superficies del suelo
que son demasiado calientes o frías. Hablar sobre el disconfort térmico causado por la
temperatura del suelo es incorrecto cuando es la perdida de calor de los pies la causa de la
incomodidad
5.2.5 VARIACIONES DE TEMPERATURA CON EL TIEMPO
Las fluctuaciones en la temperatura del aire y/o temperatura radiante puede afectar el confort
térmico de los ocupantes.
5.2.5.1 LAS VARIACIONES CICLICAS
Se refieren a aquellas situaciones en las que la temperatura operativa se eleva repetidamente
y se cae y el periodo de estas variaciones no es mayor que 15 minutos. Si el periodo del ciclo
de fluctuación supera los 15 minutos, la variación es tratada como una deriva o rampa de la
temperatura operativa.
5.3 METODO OPCIONAL PARA DETERMINAR LAS CONDICIONES TERMICAS ACEPTABLES
EN ESPACIOS NATURALMENTE ACONDICIONADO
Son aquellos espacios en los que las condiciones térmicas del espacio estan regulados
principalmente por los ocupantes a través de la apertura y cierre de ventanas. Las respuestas
térmicas a los ocupantes en tales espacios dependen en parte del clima exterior y pueden
cambiar en recintos con sistemas de climatización, los cambios en la ropa, etc. Solo se aplica
en espacios donde los ocupantes se dedican a actividades físicas sedentario, con tasas
metabólicas que van desde 1,0 hasta 1,3 conocido.
La fig. 5.3 se basa en un modelo adaptativo de comodidad térmica que se deriva de una base
de datos global de 21000 mediciones tomadas principalmente en edificios de oficinas. Si la
temperatura media mensual al aire libre es inferior a 10 °C o mayor que 33.5 °C, esta opción
no se puede usar. Si hay razones para creer que el confort térmico local es un problema, es
aceptable aplicar los criterios de la sección 5.2.4 (incomodidad térmica local).
5.4 DESCRIPCION DE LAS VARIABLES AMBIENTALES TERMICAS
La siguiente descripción de las variables ambientales se proporciona con el fin de
comprender su uso en la sección 5
5.4.1 Temperatura del aire
Es la temperatura media del aire que rodea un ocupante, el promedio es con respecto a la
ubicación y la hora. Como mínimo, el promedio espacial es el promedio numérico de la
temperatura del aire a nivel del tobillo, el nivel de la cintura y el nivel de la cabeza, estos niveles
son 0.1 mt, 0.6 mt y 1.1 mt. Respectivamente, para los ocupantes sentados 0.1 mt , 1.1 mt y
1.7 mt ; para los ocupantes de pie.
5.4.2 Temperatura del aire local
Se define de la misma manera como la temperatura del aire salvo que se refiere a un solo nivel
(por ejemplo, nivel de la cabeza).
5.4.3 Temperatura media radiante
Se define como la temperatura media de los objetos que rodean a una persona (techos,
paredes, suelos, equipos de trabajo, etc.) y que influye en la pérdida o ganancia de calor de
dicha persona debido al intercambio de radiaciones térmicas.
5.4.4 Temperatura operativa
La temperatura operativa es útil para la evaluación del confort térmico, gracias a que de
manera más fiel representa la temperatura “sentida” por una persona en un ambiente interior.
5.4.5 Asimetría radiante
Es una distribución no uniforme de la transferencia de calor por radiación, puede estar
causada por la existencia de grandes superficies frías o calientes, por ejemplo: ventanas,
paredes frías, techos calientes y por la presencia de productos o maquinaria fría o caliente
5.4.6 Temperatura del suelo
Es la temperatura de la superficie del suelo cuando está en contacto con los zapatos de los
ocupantes. Dado que la temperatura del piso rara vez cambia rápidamente, el tiempo
promedio no tiene que ser considerado.
5.4.7 Temperatura media mensual al aire libre
Es la media aritmética de la temperatura media diaria mínima y la temperatura máxima diaria
al aire libre (de bulbo seco) para el mes en cuestión.
5.4.8 Velocidad del aire
Es la velocidad media del aire a la que está expuesto el cuerpo, el promedio es con respecto a
la ubicación y la hora. El periodo de tiempo de premediación se extiende solo a tres minutos,
las variaciones que se producen durante un periodo mayor a tres minutos serán tratados como
múltiples diferentes velocidades de aire. En cuanto al modelo espacial, el modelo SET
describe en la sección 5.2.3.2 se basa en la suposición de que el cuerpo se expone a una
velocidad de aire uniforme.
5.4.9 Humedad
Es una referencia general al contenido de humedad del aire; se expresa en términos de varias
variables termodinámicas, incluyendo la presión de vapor, la temperatura del punto de rocío
y la relación de humedad.
6. CUMPLIMIENTO
6.1 Diseño
Diseño de combinaciones de sistemas mecánicos, sistemas de control, y térmicos que sean
capaces de mantener el espacio en condiciones dentro del rango especificado en esta norma
en todas las combinaciones de condiciones que se espera que ocurran.
6.2 Documentación
Las condiciones del método y de diseño apropiadas para el uso previsto del edificio deberán
ser seleccionadas y documentados como sigue.
1. El diseño de temperatura operativa la humedad y las cargas totales de interior se indicarán.
2. Los valores asumidos para parámetros de confort utilizados en el cálculo de temperaturas
de diseño, incluyendo prendas de vestir, la tasa metabólica, y la velocidad de aire de interior,
se deberán establecer claramente.
7. EVALUACIÓN DE AMBIENTE TÉRMICO
En la etapa de diseño, es fundamental evaluar el ambiente térmico mediante cálculos.
7.1 Medición de Criterios de dispositivo:
La instrumentación de medición utilizada deberá cumplir con los requisitos de alcance y
precisión de medición indicadas en la norma ASHRAE 705 o Standard 113 6 o en la norma ISO
7726.
7.3 periodos de medición
7.3.1 Velocidad del aire.
El período de medición para determinar la velocidad media del aire en cualquier lugar será de
tres minutos.
7.3.2 ciclos de temperatura y derivas
Para determinar el cumplimiento de los requisitos no de estado estacionario de la Sección 5,
se utiliza la tasa de cambio de la temperatura operativa
7.3.3 Ropa y actividad.
En los edificios, puede ser apropiado para medir los niveles de actividad de la ropa y de los
ocupantes. Estos deberán ser estimados en forma de los valores medios durante un periodo
de 0,5 a 1,0 horas inmediatamente antes de la medición de los parámetros térmicos.