Norma UNE EN ISO 7730

norma española

UNE-EN ISO 7730

Octubre 2006 TÍTULO

Ergonomía del ambiente térmico Determinación analítica e interpretación del bienestar térmico mediante el cálculo de los índices PMV y PPD y los criterios de bienestar térmico local (ISO 7730:2005)

Ergonomics of the thermal environment. Analytical determination and interpretation of thermal comfort using calculation of the PMV and PPD indices and local thermal comfort criteria. (ISO 7730:2005) Ergonomie des ambiances thermiques. Détermination analytique et interprétation du confort thermique par le calcul des indices PMV et PPD et par des critères de confort thermique local. (ISO 7730:2005)

CORRESPONDENCIA

Esta norma es la versión oficial, en español, de la Norma Europea EN ISO 7730:2005, que a su vez adopta la Norma Internacional ISO 7730:2005.

OBSERVACIONES

Esta norma anula y sustituye a la Norma UNE-EN ISO 7730:1996.

ANTECEDENTES

Esta norma ha sido elaborada por el comité técnico AEN/CTN 81 Prevención y Medios de Protección Personal y Colectiva en el Trabajo cuya Secretaría desempeña AENOR-INSHT.

Editada e impresa por AENOR Depósito legal: M 43168:2006

LAS OBSERVACIONES A ESTE DOCUMENTO HAN DE DIRIGIRSE A:

 AENOR 2006 Reproducción prohibida

C Génova, 6 28004 MADRID-España

58 Páginas Teléfono Fax

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91 432 60 00 91 310 40 32

Grupo 34

S

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NORMA EUROPEA EUROPEAN STANDARD NORME EUROPÉENNE EUROPÄISCHE NORM

EN ISO 7730 Noviembre 2005

ICS 13.180

Sustituye a EN ISO 7730:1995

Versión en español

Ergonomía del ambiente térmico Determinación analítica e interpretación del bienestar térmico mediante el cálculo de los índices PMV y PPD y los criterios de bienestar térmico local (ISO 7730:2005) Ergonomics of the thermal environment. Analytical determination and interpretation of thermal comfort using calculation of the PMV and PPD indices and local thermal comfort criteria. (ISO 7730:2005)

Ergonomie des ambiances thermiques. Détermination analytique et interprétation du confort thermique par le calcul des indices PMV et PPD et par des critères de confort thermique local. (ISO 7730:2005)

Ergonomie der thermischen Umgebung. Analytische Bestimmung und Interpretation der thermischen Behaglichkeit durch Berechnung des PMV - und des PPD- Indexes und Kriterien der lokalen thermischen Behaglichkeit. (ISO 7730:2005)

Esta norma europea ha sido aprobada por CEN el 2005-10-21. Los miembros de CEN están sometidos al Reglamento Interior de CEN/CENELEC que define las condiciones dentro de las cuales debe adoptarse, sin modificación, la norma europea como norma nacional. Las correspondientes listas actualizadas y las referencias bibliográficas relativas a estas normas nacionales, pueden obtenerse en el Centro de Gestión de CEN, o a través de sus miembros. Esta norma europea existe en tres versiones oficiales (alemán, francés e inglés). Una versión en otra lengua realizada bajo la responsabilidad de un miembro de CEN en su idioma nacional, y notificada al Centro de Gestión, tiene el mismo rango que aquéllas. Los miembros de CEN son los organismos nacionales de normalización de los países siguientes: Alemania, Austria, Bélgica, Chipre, Dinamarca, Eslovaquia, Eslovenia, España, Estonia, Finlandia, Francia, Grecia, Hungría, Irlanda, Islandia, Italia, Letonia, Lituania, Luxemburgo, Malta, Noruega, Países Bajos, Polonia, Portugal, Reino Unido, República Checa, Suecia y Suiza.

CEN COMITÉ EUROPEO DE NORMALIZACIÓN European Committee for Standardization Comité Européen de Normalisation Europäisches Komitee für Normung CENTRO DE GESTIÓN: Rue de Stassart, 36 B-1050 Bruxelles  2005 Derechos de reproducción reservados a los Miembros de CEN.

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PRÓLOGO El texto de la Norma EN ISO 7730:2005 ha sido elaborado por el Comité Técnico ISO/TC 159 Ergonomía en colaboración con el Comité Técnico CEN/TC 122 Ergonomía, cuya Secretaría está desempeñada por DIN. Esta norma europea debe recibir el rango de norma nacional mediante la publicación de un texto idéntico a la misma o mediante ratificación antes de finales de mayo de 2006, y todas las normas nacionales técnicamente divergentes deben anularse antes de finales de mayo de 2006. Esta norma anula y sustituye a la Norma EN ISO 7730:1995. De acuerdo con el Reglamento Interior de CEN/CENELEC, están obligados a adoptar esta norma europea los organismos de normalización de los siguientes países: Alemania, Austria, Bélgica, Chipre, Dinamarca, Eslovaquia, Eslovenia, España, Estonia, Finlandia, Francia, Grecia, Hungría, Irlanda, Islandia, Italia, Letonia, Lituania, Luxemburgo, Malta, Noruega, Países Bajos, Polonia, Portugal, Reino Unido, República Checa, Suecia y Suiza.

DECLARACIÓN El texto de la Norma Internacional ISO 7730:2005 ha sido aprobado por CEN como Norma Europea EN ISO 7730:2005 sin ninguna modificación.

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ÍNDICE Página PRÓLOGO ........................................................................................................................................

6

INTRODUCCIÓN ............................................................................................................................

7

1

OBJETO Y CAMPO DE APLICACIÓN ......................................................................

7

2

NORMAS PARA CONSULTA.......................................................................................

8

3

TÉRMINOS Y DEFINICIONES ....................................................................................

8

4

VOTO MEDIO ESTIMADO (PMV)..............................................................................

8

5

PORCENTAJE ESTIMADO DE INSATISFECHOS (PPD) .......................................

11

6

INCOMODIDAD TÉRMICA LOCAL ..........................................................................

12

7

AMBIENTES TÉRMICOS ACEPTABLES PARA EL BIENESTAR .......................

16

8

AMBIENTES TÉRMICOS NO ESTACIONARIOS....................................................

17

9

EVALUACIÓN A LARGO PLAZO DE LAS CONDICIONES DE BIENESTAR TÉRMICO GENERAL .....................................................................

17

ADAPTACIÓN.................................................................................................................

18

10

ANEXO A (Informativo)

EJEMPLOS DE REQUISITOS DE BIENESTAR TÉRMICO PARA DIFERENTES CATEGORÍAS DE AMBIENTE Y TIPOS DE RECINTO...................................................................

19

ANEXO B (Informativo)

TASA METABÓLICA PARA DIFERENTES ACTIVIDADES ..

24

ANEXO C (Informativo)

ESTIMACIÓN DEL AISLAMIENTO TÉRMICO DE CONJUNTOS DE ROPA...........................................................

25

PROGRAMA INFORMÁTICO PARA EL CÁLCULO DE LOS PMV Y PPD........................................................................

29

TABLAS PARA LA DETERMINACIÓN DEL VOTO MEDIO ESTIMADO (PMV) ...........................................................

32

ANEXO F (Informativo)

HUMEDAD........................................................................................

50

ANEXO G (Informativo)

VELOCIDAD DEL AIRE ................................................................

51

ANEXO H (Informativo)

EVALUACIÓN A LARGO PLAZO DE LAS CONDICIONES GENERALES PARA EL BIENESTAR TÉRMICO .....................

53

BIBLIOGRAFÍA...............................................................................................................................

55

ANEXO D (Normativo) ANEXO E (Normativo)

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PRÓLOGO ISO (la Organización Internacional de Normalización) es una federación mundial de organismos nacionales de normalización (organismos miembros de ISO). El trabajo de preparación de las normas internacionales normalmente se realiza a través de los comités técnicos de ISO. Cada organismo miembro interesado en una materia para la cual se haya establecido un comité técnico, tiene el derecho de estar representado en dicho comité. Las organizaciones internacionales, públicas y privadas, en coordinación con ISO, también participan en el trabajo. ISO colabora estrechamente con la Comisión Electrotécnica Internacional (IEC) en todas las materias de normalización electrotécnica. Las normas internacionales se redactan de acuerdo con las reglas establecidas en la Parte 2 de las Directivas ISO/IEC. La tarea principal de los comités técnicos es preparar normas internacionales. Los proyectos de normas internacionales adoptados por los comités técnicos se envían a los organismos miembros para su votación. La publicación como norma internacional requiere la aprobación por al menos el 75% de los organismos miembros con derecho a voto. Se llama la atención sobre la posibilidad de que algunos de los elementos de esta norma internacional puedan estar sujetos a derechos de patente. ISO no asume la responsabilidad por la identificación de cualquiera o todos los derechos de patente. La Norma Internacional ISO 7730 fue preparada por el Comité Técnico ISO/TC 159, Ergonomía, Subcomité SC 5, Ergonomía del ambiente físico. Esta tercera edición anula y reemplaza a la segunda edición (ISO 7730:1994) que ha sido objeto de una revisión técnica. Se ha incorporado un método para la evaluación a largo plazo, así como información acerca de la incomodidad térmica local, condiciones y adaptación para estado no estacionario y un anexo indicando cómo pueden ser expresados los requisitos de bienestar térmico en diferentes categorías.

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INTRODUCCIÓN Esta norma internacional, que aborda la evaluación de los ambientes térmicos moderados, ha sido desarrollada en paralelo con la revisión de la norma 55 de ASHRAE1), y forma parte de una de una serie de documentos que especifican métodos para la medida y evaluación de los ambientes térmicos moderados y extremos a los que los seres humanos están expuestos (otros documentos de la serie, dedicados a las condiciones térmicas extremas, son ISO 7243, ISO 7933 e ISO/TR 11079). La sensación térmica experimentada por un ser humano está relacionada, principalmente, con el equilibrio térmico global de su cuerpo. Tal equilibrio depende de la actividad física y de la vestimenta del sujeto, así como de los parámetros ambientales: temperatura del aire, temperatura radiante media, velocidad del aire y humedad del aire. Si factores han sido estimados o medidos, la sensación térmica global del cuerpo puede ser estimada mediante el cálculo del voto medio estimado (PMV - predicted mean vote). Véase el capítulo 4. El índice “porcentaje estimado de insatisfechos” (PPD - predicted percentage dissatisfied), suministra información acerca de la incomodidad o insatisfacción térmica, mediante la predicción del porcentaje de personas que, probablemente, sentirán demasiado calor o demasiado frío en un ambiente determinado. El PPD puede obtenerse a partir del PMV. Véase el capítulo 5. La incomodidad térmica también puede ser motivada por el calentamiento o enfriamiento local indeseado del cuerpo. Los factores de incomodidad local más comunes son la asimetría de la temperatura radiante (superficies frías o calientes), las corrientes de aire (definidas como enfriamiento local del cuerpo debido al movimiento del aire), la diferencia en vertical de la temperatura del aire y por la presencia de suelos fríos o calientes. En el capítulo 6 se indica cómo estimar el porcentaje de insatisfechos debido a los parámetros de incomodidad local. La insatisfacción puede ser causada por la incomodidad por frío o por calor del cuerpo en su conjunto. Los límites del bienestar pueden, en este caso, expresarse mediante los índices PMV y PPD. No obstante, la insatisfacción térmica puede ser originada también por los parámetros de incomodidad térmica local. El capítulo 7 trata de los ambientes térmicos aceptables para el bienestar. El contenido de los capítulos 6 y 7 está basado, fundamentalmente, en condiciones estacionarias. En el capítulo 8 se presentan los medios para evaluar los estados no estacionarios, tales como fluctuaciones transitorias (escalones), variaciones cíclicas o rampas de temperatura. Los ambientes térmicos en el interior de edificios o en los puestos de trabajo pueden cambiar en el tiempo y podría no ser siempre posible mantener las condiciones dentro de los límites recomendados. En el capítulo 9, se presenta un método para la evaluación del bienestar térmico a largo plazo. El capítulo 10 incluye recomendaciones sobre cómo tener en cuenta la adaptación de las personas en la evaluación y proyecto de edificios y sistemas. 1 OBJETO Y CAMPO DE APLICACIÓN Esta norma internacional presenta métodos para la predicción de la sensación térmica general y del grado de incomodidad (insatisfacción térmica) de las personas expuestas a ambientes térmicos moderados. Facilita la determinación analítica y la interpretación del bienestar térmico mediante el cálculo de los índices PMV (voto medio estimado) y PMD (porcentaje estimado de insatisfechos) y de los criterios de bienestar térmico local, indicando las condiciones ambientales que se consideran aceptables para el bienestar térmico general, así como aquellas que dan lugar a incomodidad local. Es aplicable a hombres y mujeres sanos, expuestos a ambientes interiores en los que el bienestar térmico es deseable, pero en donde tienen lugar desviaciones moderadas de este bienestar térmico, estando indicada para el diseño de ambientes nuevos o para la evaluación de los ya existentes. Cuando se consideren personas con necesidades especiales, como las aquejadas de ciertas incapacidades físicas, está previsto su empleo teniendo en cuenta lo indicado en la Especificación Técnica ISO/TS 14415:2005, 4.2. También es necesario tener en cuenta las diferencias étnicas, nacionales o geográficas al tratar espacios no condicionados.

1) Sociedad Americana de Ingenieros de Calefacción, Refrigeración y Aire Acondicionado (American Society of Heating, Refrigerating and Airconditioning Engineers).

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2 NORMAS PARA CONSULTA Las normas que a continuación se indican son indispensables para la aplicación de esta norma. Para las referencias con fecha, sólo se aplica la edición citada. Para las referencias sin fecha se aplica la última edición de la norma (incluyendo cualquier modificación de ésta). ISO 13731 Ergonomía del ambiente térmico. Vocabulario y símbolos. ISO/TS 13732-2 Ergonomía del ambiente térmico. Métodos para la evaluación de las respuestas humanas al contacto con superficies. Parte 2: Contacto humano con superficies a temperatura moderada. ISO/TS 14415:2005 Ergonomía del ambiente térmico. Aplicación de normas internacionales a personas con requisitos especiales. 3 TÉRMINOS Y DEFINICIONES Para el propósito de este documento, resultan pertinentes los términos y definiciones incluidos en la Norma ISO 13731, así como los siguientes: 3.1 ciclo de temperatura: Variación de la temperatura, con una amplitud y frecuencia determinadas. 3.2 deriva de temperatura: Cambio pasivo, monótono, estable y no cíclico, en la temperatura operativa de un espacio cerrado. 3.3 rampa de temperatura: Cambio controlado activamente, monótono, estable y no cíclico, en la temperatura operativa de un espacio cerrado. 3.4 temperatura operativa, to: Temperatura uniforme de un recinto negro imaginario en el que un ocupante intercambiaría la misma cantidad e calor por radiación y convección que en el ambiente real no uniforme. 3.5 fluctuación transitoria de temperatura: Cambio súbito en las condiciones térmicas debido a un cambio en escalón de la temperatura, humedad, actividad o vestimenta. 3.6 corriente de aire: Enfriamiento local indeseado del cuerpo debido al movimiento del aire 4 VOTO MEDIO ESTIMADO (PMV) 4.1 Determinación El PMV es un índice que refleja el valor medio de los votos emitidos por un grupo numeroso de personas respecto de una escala de sensación térmica de 7 niveles (véase la tabla 1), basado en el equilibrio térmico del cuerpo humano. El equilibrio térmico se obtiene cuando la producción interna de calor del cuerpo es igual a su pérdida hacia el ambiente. En un ambiente moderado, el sistema termorregulador tratará de modificar automáticamente la temperatura de la piel y la secreción de sudor para mantener el equilibrio térmico.

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Tabla 1 − Escala de sensación térmica de siete niveles +3

Muy caluroso

+2

Caluroso

+1

Ligeramente caluroso

0

Neutro

-1

Ligeramente fresco

-2

Fresco

-3

Frío

Calcular el PMV empleando las ecuaciones (1) a (4):

PMV = 0,303·exp( −0,036·M ) + 0,028 ⋅   −3 ( M − W ) − 3,05 ⋅10 ⋅ 5 733 − 6,99 ⋅ ( M − W ) − p a  − 0, 42 ⋅ ( M − W ) − 58,15    −5  −1,7 ⋅10 ⋅ M ⋅ ( 5 867 − p a ) − 0,001 4 ⋅ M ⋅ ( 34 − t a )    4 4 − 8  −3,96 ⋅ 10 ⋅ f cl ⋅  ( t cl + 273) − ( tr + 273)  − f cl ⋅ hc ⋅ ( t cl − t a )     

{

(1)

}

4 4 t cl = 35,7 − 0,028 ⋅ ( M − W ) − I cl ⋅ 3, 96 ⋅10 −8 ⋅ f cl ⋅ ( t cl + 273) − ( tr + 273)  + f cl ⋅ hc ⋅ ( t cl − t a )  

  2,38 ⋅ t cl − t a hc =  12,1 ⋅ v ar

0,25

para para

1,00 + 1, 290 l cl f cl =  1,05 + 0,645 l cl

2,38 ⋅ t cl − t a

0,25

> 12,1 ⋅ v ar

2,38 ⋅ t cl − t a

0,25

< 12,1 ⋅ v ar

para l cl ≤ 0,078 m 2 ⋅ K/W para l cl > 0,078 m 2 ⋅ K/W

donde M

es la tasa metabólica, en vatios por metro cuadrado (W/m2);

W

es la potencia mecánica efectiva, en vatios por metro cuadrado (W/m2);

Icl

es el aislamiento de la ropa, en metros cuadrados kelvin por vatio (m2 · K/W);

fcl

es el factor de superficie de la ropa;

ta

es la temperatura del aire, en grados Celsius (ºC);

tr

es la temperatura radiante media, en grados Celsius (ºC);

var

es la velocidad relativa del aire, en metros por segundo (m/s);

pa

es la presión parcial del vapor de agua, en pascales (Pa);

hc

es el coeficiente de transmisión del calor por convección, en vatios por metro cuadrado kelvin [W/(m2 · K)];

tcl

es la temperatura de la superficie de la ropa, en grados Celsius (ºC).

NOTA 1 unidad metabólica = 1 met = 58,2 W/m2; 1 unidad de ropa = 1 clo = 0,155 m2 ·°C/W.

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El PMV puede ser calculado para diferentes combinaciones de tasa metabólica, aislamiento de la ropa, temperatura del aire, temperatura radiante media, velocidad relativa del aire y humedad del aire (véase la Norma ISO 7726). las ecuaciones para tcl y hc pueden ser resueltas mediante iteración. El índice PMV ha sido establecido para condiciones estacionarias, pero puede aplicarse, con una buena aproximación, en presencia de pequeñas fluctuaciones de las variables, a condición de que se consideren los valores medios ponderados en el tiempo que arrojen tales variables durante la hora precedente. El índice sólo debería ser usado para valores de PMV comprendidos entre -2 y +2, estando los valores de los seis parámetros fundamentales comprendidos en los intervalos siguientes: M

46 W/m2 a 232 W/m2 (0,8 met a 4 met) ;

Icl

0 m2 · K/W a 0,310 m2 · K/W (0 clo a 2 clo);

ta

10 ºC a 30 ºC;

tr

10 ºC a 40 ºC;

var

0 m/s a 1 m/s;

pa

0 Pa a 2 700 Pa.

NOTA En lo que concierne a var, durante una actividad ligera y básicamente sedentaria, una velocidad media comprendida en este rango puede ser percibida como una corriente de aire.

Estimar la tasa metabólica empleando la Norma ISO 8996 o el anexo B, teniendo en cuenta el tipo de trabajo. Para tasas metabólicas variables, debería estimarse su valor medio ponderado en el tiempo durante la hora precedente. Estimar la resistencia térmica de la ropa y del asiento empleando la Norma ISO 9920 o el anexo C, considerando la estación del año. Determinar el PMV de uno de los modos siguientes: a) A partir de la ecuación (1), usando un ordenador. En el anexo D se incluye un programa en BASIC para ello. La tabla D contiene ejemplos de salida que permitirán la validación de otros programas informáticos. b) Directamente, a partir del anexo E, cuyas tablas proporcionan valores del PMV para diferentes combinaciones de actividad, vestimenta, temperatura operativa y velocidad relativa. c) Mediante medida directa, empleando un sensor integrador (temperatura equivalente y temperatura operativa). Los valores del PMV que se incluyen en el anexo E, son pertinentes para una humedad relativa del 50%. La influencia de la humedad en la sensación térmica, a temperaturas moderadas cercanas al bienestar, es pequeña y normalmente puede ser despreciada al determinar el PMV (véase el anexo F). 4.2 Aplicaciones

El PMV puede ser utilizado para comprobar si un ambiente térmico determinado satisface los criterios de comodidad (véase el capítulo 7 y el anexo A) y para establecer los requisitos de los diferentes niveles de aceptabilidad. Al fijar PMV = 0, se establece una relación que predice las combinaciones de actividad, vestimenta y parámetros ambientales que, por término medio, darán lugar a una sensación térmica neutra.

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5 PORCENTAJE ESTIMADO DE INSATISFECHOS (PPD)

El PMV predice el valor medio de los votos sobre la sensación térmica que emitiría un grupo numeroso de personas sometidas al mismo ambiente. No obstante, los votos individuales están dispersos alrededor del valor medio, siendo útil el poder estimar el número de personas que, probablemente, sentirán incomodidad debida al calor o al frío. EL PPD es un índice que establece una predicción cuantitativa del porcentaje de personas que se sentirán insatisfechas por notar demasiado frío o demasiado calor. Para el propósito de esta norma internacional, las personas térmicamente insatisfechas son aquellas que votarán muy caluroso, caluroso, fresco o frío, sobre la escala de 7 niveles de sensación térmica incluida en la tabla 1. Una vez determinado el valor del PMV, se calcula el PPD utilizando la ecuación (5), véase la figura 1. PPD = 100 − 95 ⋅ exp( −0,033 53 ⋅ PMV 4 − 0, 217 9 ⋅ PMV 2 )

Leyenda PMV

voto medio estimado

PPD

porcentaje estimado de insatisfechos, %

Figura 1 − PPD en función del PMV

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(5)

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El PPD estima el número de individuos térmicamente insatisfechos de entre un numeroso grupo de personas. El resto del grupo se sentirán térmicamente neutrales, ligeramente calurosos o ligeramente frescos. La distribución estimada de votos se presenta en la tabla 2. Tabla 2 − Distribución de los votos de sensación térmica para diferentes valores del voto medio

a

PMV

PPD

+2 +1 + 0,5 0 − 0,5 −1 −2

75 25 10 5 10 25 75

0 5 30 55 60 55 30 5

Personas que se estima que voten a % −1, 0 o +1 −2, −1, 0, +1 o +2 25 70 75 95 90 98 95 100 90 98 75 95 25 70

Basado en experimentos con 1 300 sujetos.

6 INCOMODIDAD TÉRMICA LOCAL 6.1 Generalidades

Los PMV y PPD expresan la incomodidad por calor y por frío del cuerpo en su conjunto. Sin embargo, la insatisfacción térmica también puede ser causada por el calentamiento o enfriamiento indeseado de una determinada parte del cuerpo. Esto se conoce como incomodidad local. La causa más común de la incomodidad local son las corrientes de aire (6.2). La incomodidad local puede, también, ser debida a una diferencia de temperaturas anormalmente alta entre la cabeza y los tobillos (6.3), a suelos demasiado calientes o demasiado fríos (6.4) o a una asimetría de temperatura radiante demasiado grande (6.5). En el anexo A, se incluyen ejemplos de requisitos de bienestar térmico local o global para diferentes tipos de ambientes y de espacios. Las personas con actividad ligera y sedentaria son las más sensibles a la incomodidad local. Éstas deberán tener una sensación térmica, para el cuerpo en su conjunto, cercana a la neutral. Con niveles más altos de actividad, las personas son menos sensibles térmicamente y, en consecuencia, el riesgo de incomodidad es menor. 6.2 Corrientes de aire

La incomodidad debida a las corrientes de aire puede expresarse como el porcentaje de personas que se estima que sentirán molestias por tales corrientes. La tasa de corriente de aire (DR - draught rate) se calcula mediante la ecuación (6) - modelo de corriente de aire.

(

DR = 34 − t a,l

) ( v a,l − 0,05)

0,62

( 0,37 ⋅ v a,l ⋅ Tu + 3,14 )

Para va,l < 0,05 m/s:

usar va,l = 0,05 m/s

Para DR > 100%:

usar DR = 100%

donde ta,l

es la temperatura local del aire, en grados Celsius, 20 ºC a 26 ºC;

va,l

es la velocidad local media del aire, en metros por segundo, < 0,5 m/s;

Tu

es la intensidad de turbulencia local, en porcentaje, 10% al 60% (si se desconoce, puede emplearse 40%).

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El modelo es aplicable a personas con actividad ligera, fundamentalmente sedentaria, con una sensación térmica para el conjunto del cuerpo próxima a neutral y está indicado para predecir corrientes de aire a la altura del cuello. A la altura de los brazos y de los pies, el modelo podría sobrestimar la tasa de corriente de aire predicha. La sensación de corriente es menor en actividades más intensas (> 1,2 met) y para las personas que sientan más calor que en situación neutral. En el anexo G se incluye información adicional sobre los efectos de las corrientes de aire. 6.3 Diferencia vertical de la temperatura del aire

Una gran diferencia en la temperatura del aire entre la cabeza y los tobillos, puede dar lugar a incomodidad. La figura 2 muestra el porcentaje de insatisfechos (PD - percentage dissatisfied) en función de esta diferencia. La figura resulta pertinente cuando la temperatura es mayor cuanto más arriba. Las personas son menos sensibles si las temperaturas disminuyen. El PD se calcula mediante la ecuación (7): PD =

100 1 + exp(5,76 − 0,856 ⋅ ∆t a,v )

(7)

La ecuación (7), que ha sido establecida a partir de los datos originales mediante análisis de regresión logística, sólo debería usarse si ∆ta,v < 8 ºC.

Leyenda PD

porcentaje de insatisfechos, %

∆ta,v

diferencia vertical de temperatura entre la cabeza y los pies, °C

Figura 2 − Incomodidad local provocada por la diferencia vertical de temperatura del aire

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6.4 Suelos calientes y fríos

Si el piso está demasiado caliente o demasiado frío, los ocupantes pueden encontrarse incómodos debido a la sensación térmica en sus pies. Para las personas que usan calzado ligero para interiores, lo importante para su comodidad es la temperatura del piso más que el material que lo cubre. La figura 3 muestra el porcentaje de insatisfechos en función de la temperatura del suelo, y está basada en estudios con personas situadas de pie y/o sentadas.

Leyenda PD

porcentaje de insatisfechos, %

tf

temperatura del suelo, ºC

Figura 3 − Incomodidad térmica local provocada por suelos calientes o fríos

Para personas sentadas o acostadas en el suelo, pueden emplearse valores similares. El PD se determina mediante la ecuación (8), obtenida a partir de los datos originales mediante análisis de regresión no lineal. PD = 100 − 94 ⋅ exp( −1,387 + 0,118 ⋅ t f − 0,002 5 ⋅ t f2 )

(8)

Si se trata de periodos largos de ocupación, los resultados no son válidos para suelos calentados eléctricamente. NOTA En la calefacción eléctrica, se produce un cierto aporte de calor con independencia de la temperatura de la superficie. Un sistema de calefacción por agua no da lugar a temperaturas superiores a la propia del agua.

Para espacios ocupados por personas descalzas, véase la Especificación Técnica ISO/TS 13732-2.

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6.5 Asimetría de temperatura radiante

La asimetría de la temperatura radiante (∆tpr) también puede causar incomodidad. Las personas son más sensibles a la asimetría radiante causada por techos calientes o paredes (ventanas) frías. La figura 4 muestra el porcentaje de insatisfechos en función de la asimetría de la temperatura radiante provocada por un techo caliente, una pared fría, un techo frío o una pared caliente. Si se trata de asimetría horizontal, la figura 4 es pertinente para asimetría de lado a lado (izquierda/derecha o derecha/izquierda), arrojando la curva una estimación conservadora de la incomodidad ya que ninguna otra situación del cuerpo respecto a las superficies (por ejemplo, delante/detrás) da lugar a mayor incomodidad por asimetría. El PD se determina mediante las ecuaciones (9) a (12), según el caso. a) Techo caliente

100 − 5,5 1 + exp(2,84 − 0,174 ⋅ ∆t pr )

(9)

PD =

100 1 + exp(6,61 − 0,345 ⋅ ∆t pr )

(10)

PD =

100 1 + exp(9, 93 − 0,50 ⋅ ∆t pr )

(11)

100 − 3,5 1 + exp(3,72 − 0,052 ⋅ ∆t pr )

(12)

PD = ∆tpr< 23 ºC

b) Pared fría

∆tpr< 15 ºC

c) Techo frío

∆tpr< 15 ºC

d) Pared caliente

PD = ∆tpr< 35 ºC

Las ecuaciones (9) a (12), han sido establecidas a partir de los datos originales mediante análisis de regresión logística, y no deberían emplearse más allá de los rangos mostrados más arriba. Las ecuaciones para a) (techo caliente) y d) (pared caliente) han sido ajustadas para tener en cuenta la incomodidad que no es debida a la asimetría radiante. Véase la figura 4.

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Leyenda PD

porcentaje de insatisfechos, %

∆tpr

asimetría de temperatura radiante, ºC

1

Techo caliente

2

Pared fría

3

Techo frío

4

Pared caliente

Figura 4 − Incomodidad local provocada por la asimetría de la temperatura radiante

7 AMBIENTES TÉRMICOS ACEPTABLES PARA EL BIENESTAR

El bienestar térmico es aquella condición en la que existe satisfacción respecto del ambiente térmico. La insatisfacción puede ser originada por la incomodidad global del cuerpo debida al calor o al frío, expresada por los índices PMV y PPD o por el enfriamiento (o calentamiento) indeseado de una parte determinada del cuerpo. Debido a las diferencias individuales, es imposible definir un ambiente térmico que pueda satisfacer a todo el mundo. Siempre habrá un porcentaje de individuos insatisfechos. Sin embargo, es posible definir ambientes considerados aceptables para un cierto porcentaje de los ocupantes. A menudo, serán las mismas personas las que sean sensibles a diferentes tipos de incomodidades locales. Por ejemplo, una persona sensible a las corrientes de aire puede ser también sensible a un enfriamiento local causado por asimetría de la radiación o por un suelo frío. Esta persona, sensible al frío, puede también experimentar con mayor facilidad una incomodidad global. Por ello, no conviene sumar los valores del PPD, de la DR o del PD provocados por otros tipos de incomodidad local.

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Debido a las prioridades locales o nacionales, al desarrollo técnico y a las regiones climáticas, en algunos casos puede ser aceptable una mayor o menor calidad térmica (menos o más insatisfechos). En tales casos, los PMV y PPD, el modelo de corriente de aire, la relación entre parámetros de incomodidad térmica local (véase el capítulo 6), y el porcentaje esperado de personas insatisfechas, pueden ser empleados para determinar diferentes rangos de parámetros ambientales para la evaluación y el diseño del ambiente térmico. En el anexo A se incluyen ejemplos de diferentes categorías de requisitos. 8 AMBIENTES TÉRMICOS NO ESTACIONARIOS 8.1 Generalidades

Los métodos incluidos en los capítulos anteriores han sido desarrollados para estados estacionarios. Sin embargo, el ambiente térmico, a menudo, es no estacionario, con lo que se plantea la pertinencia de tales métodos. Pueden presentarse tres tipos de condiciones no estacionarias: ciclos de temperatura, derivas o rampas de temperatura y fluctuaciones transitorias. 8.2 Ciclos de temperatura

Los ciclos de temperatura pueden tener lugar debido al control de la temperatura en un recinto. Si la variación de pico a pico es menor de 1 K, no existirá influencia sobre el bienestar y pueden emplearse las recomendaciones válidas para el estado estacionario. Una variaciones mayores pueden disminuir el bienestar. 8.3 Derivas o rampas de temperatura

Si el ritmo de variación de la temperatura debido a derivas o rampas es menor de 2,0 K/h, pueden aplicarse los métodos del estado estacionario. 8.4 Fluctuaciones transitorias

En general, pueden afirmarse lo siguiente: – Un salto de la temperatura operativa se nota instantáneamente. – Tras un incremento brusco de la temperatura operativa, la sensación térmica correspondiente al nuevo estado estacionario se experimenta de modo inmediato, es decir, los índices PMV y PPD pueden ser usados para predecir el bienestar. – Tras una disminución brusca de la temperatura operativa, la sensación térmica cae, en un principio, hasta un nivel inferior al estimado mediante el PMV; a continuación, sube y, en condiciones estacionarias, alcanza el nivel correspondiente tras, aproximadamente, 30 min, es decir, los índices PMV y PPD estiman valores demasiado altos durante los primeros 30 min. El tiempo necesario para alcanzar la nueva condición estacionaria depende de las condiciones iniciales. 9 EVALUACIÓN A LARGO PLAZO DE LAS CONDICIONES DE BIENESTAR TÉRMICO GENERAL

Pueden definirse diferentes categorías de bienestar general como rangos para los índices PMV y PPD (véase el anexo A). Si deben satisfacerse tales criterios, incluidas las situaciones extremas, es conveniente que la capacidad de calefacción o de enfriamiento de cualquier instalación de CVAC (calefacción, ventilación, aire acondicionado) sea relativamente alta. Consideraciones de carácter económico o ecológico pueden llevar a aceptar intervalos limitados de tiempo durante los que el PMV pueda estar fuera de los rangos especificados.

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A menudo, las condiciones de bienestar se verifican, mediante simulación por ordenador o por medidas y para diferentes tipos de edificios y diseños de CVAC, durante períodos de tiempo más largos. En este caso, se necesita especificar un valor característico para las condiciones de bienestar a largo plazo, para poder comparar diseños y resultados. Para ello, en el anexo H, se presenta una lista no exhaustiva de métodos que podrían aplicarse. 10

ADAPTACIÓN

Para determinar el rango aceptable de temperatura operativa, conforme a esta norma europea, deberá emplearse un valor de aislamiento de la vestimenta que corresponda al clima local y a los hábitos en el vestir. En ambientes cálidos o fríos, la adaptación tiene, a menudo, su influencia. Además de la ropa, otras formas de adaptación, tales como la postura del cuerpo y la reducción de la actividad, que son difíciles de cuantificar, pueden dar lugar a la aceptación de temperaturas interiores más elevadas. Las personas habituadas a trabajar y vivir en climas cálidos pueden aceptarlas más fácilmente y mantener un rendimiento mayor en el trabajo que las que viven en climas más fríos (véanse las Normas ISO 7933 e ISO 7243). El rango de ambientes aceptables puede ser mayor en espacios controlados por sus ocupantes, acondicionados de modo natural, espacios en regiones cálidas o durante épocas cálidas, en las que las condiciones térmicas están reguladas por sus ocupantes mediante apertura y cierre de las ventanas. Experimentos efectuados sobre el terreno han mostrado que los ocupantes de tales edificios podrían aceptar temperaturas más altas que las estimadas mediante el PMV. En esos casos, las condiciones térmicas pueden ser establecidas para valores de PMV más altos que los indicados en el capítulo 6 y en el anexo A.

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ANEXO A (Informativo) EJEMPLOS DE REQUISITOS DE BIENESTAR TÉRMICO PARA DIFERENTES CATEGORÍAS DE AMBIENTE Y TIPOS DE RECINTO

A.1 Categorías de ambiente térmico

El ambiente térmico deseado para un espacio puede ser seleccionado de entre tres categorías, A, B y C, según la tabla A.1. Todos los criterios deberían ser satisfechos simultáneamente para cada categoría. Tabla A.1 −Categorías de ambiente térmico Estado térmico del cuerpo en su conjunto PPD PMV %

DR %

Categoría

A B C