Convective heat transfer coefficients: experimental estimation and its impact on thermal building design for walls made of different mexican building materials



Título del documento: Convective heat transfer coefficients: experimental estimation and its impact on thermal building design for walls made of different mexican building materials
Revue: Concreto y cemento. Investigación y desarrollo
Base de datos: PERIÓDICA
Número de sistema: 000376489
ISSN: 2007-3011
Autores: 1
2
2
Instituciones: 1Instituto Tecnológico de Puebla, Departamento de Ingeniería Eléctrica y Electrónica, Puebla. México
2Universidad Nacional Autónoma de México, Instituto de Ingeniería, México, Distrito Federal. México
Año:
Periodo: Ene-Jun
Volumen: 5
Número: 2
Paginación: 26-38
País: México
Idioma: Inglés
Tipo de documento: Artículo
Enfoque: Analítico, descriptivo
Resumen en español Algunos de los principales factores que determinan la fiabilidad del diseño térmico de un edificio son las propiedades térmicas y de transferencia de calor. Se llevaron a cabo algunas mediciones de propiedades de transferencia de calor para los materiales de construcción más comunes con el fin de ayudar a la optimización del proceso de diseño térmico de los edificios. Se presentan los datos experimentales sobre los coeficientes de transferencia de calor por convección para las paredes de diversos materiales de construcción en la posición vertical y horizontal utilizando una herramienta potente como es un túnel de viento. Paredes de ladrillo rojo, tepetate (piedra caliza), adobe y concreto con tamaños de 0.46 x 0.56 x 0.06 m fueron fabricados, así como un prototipo de pruebas para montarlos y evaluar sus coeficientes de transferencia de calor por convección. Las mediciones se llevaron a cabo en el túnel de viento para un intervalo de 2 - 10 m / s de velocidad del viento. Los valores reportados oscilan entre 14 - 71 W/m2K según el material y la pared dependiendo de la posición, así como la velocidad del viento. El impacto del uso de los datos experimentales frente a los datos recomendados por las normas mexicanas en el diseño térmico de un edificio se evaluó a través de simulaciones con el software Energy -10; la estimación mostro una discrepancia en el consumo de energía para un edificio en cuatro lugares en México con diversas condiciones climáticas e irradiaciones solar global
Resumen en inglés Some of the main factors that determine the reliability of a building's thermal design are the thermal and heat transfer properties. Some measurements were carried out to help the optimization of the thermal design process of buildings. We present experimental data on convective heat transfer coefficients for walls of diverse building materials in vertical and horizontal position using a powerful tool as it is a wind tunnel. Red brick, tepetate (limestone), adobe and concrete test walls of 0.46 x 0.56 x 0.06 m were manufactured, as well as a testing prototype to mount them and evaluate their convective heat transfer coefficients. Measurements were carried out at the wind-tunnel for a 2 - 10 m/s wind velocity interval. Reported values fluctuate between 14 - 71 W/m2K depending on material and wall position, as well as wind velocity. The impact of using experimental data versus data recommended by Mexican standards in the thermal design of a building was evaluated through simulations with the Energy - 10 software, estimating discrepancy of energy consumption for a building at four locations in Mexico with diverse climatic and global solar irradiation conditions
Resumen en portugués Alguns dos principais fatores que determinam a confiabilidade do projeto térmico de um edifício são as propriedades de transferência de calor e térmicas . Não há dados experimentais disponíveis na bibliografia internacional , relacionados com propriedades de transferência de calor por convecção para os materiais de construção mais utilizados, portanto, pela primeira vez, algumas medidas relacionadas com propriedades de transferência de calor por convecção para os materiais de construção mais utilizados foram realizadas para ajudar a otimização do processo de design térmico de edifícios. Apresentamos dados experimentais sobre os coeficientes de transferência de calor convectivo para paredes de diversos materiais de construção na posição vertical e horizontal usando uma ferramenta poderosa como é um túnel de vento. Tijolo vermelho, tepetate (calcário), adobe e paredes de teste concretos de 0.46 x 0.56 x 0.06 m foram fabricados, bem como um protótipo de testes para montá-los e avaliar os seus coeficientes de transferência de calor por convecção. As medições foram realizadas no túnel de vento para o intervalo de um 2 - 10 m / s velocidade do vento. Os valores reportados oscilam entre 14 - 71 W/m2K dependendo do material da parede e de posição, bem como a velocidade do vento. O impacto do uso de dados experimentais contra dados recomendados pelos padrões mexicanos no projeto térmico de um edifício foi avaliada através de simulações com o software Energy - 10, estimando-se discrepância do consumo de energia para um edifício em quatro locais no México, com diversificada radiação solar climática e global condições
Disciplinas: Ingeniería
Palabras clave: Ingeniería civil,
Ingeniería de materiales,
Edificios,
Diseño térmico,
Materiales de construcción,
Convección,
Coeficiente de transferencia de calor,
Túnel de viento,
Irradiación solar
Keyword: Engineering,
Civil engineering,
Materials engineering,
Buildings,
Thermal design,
Construction materials,
Convection,
Heat transfer coefficient,
Wind tunnel,
Solar radiation
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