Las estructuras de hormigón pueden contener grandes cantidades de calor.
El papel del concreto se ha expandido más allá de las consideraciones estructurales a su capacidad de almacenar calor durante los períodos de temperatura máxima y luego liberarlo durante las horas de menor actividad. El uso de materiales de construcción de concreto permite a las empresas de servicios de energía lidiar con las cargas máximas durante condiciones extremas, al tiempo que evita los apagones y reduce los costos de energía. Según la Asociación de Cemento de Portland, la capacidad de calor (HC) es la cantidad de energía térmica necesaria para elevar la temperatura de una masa de 1 grado Fahrenheit. Calcular la capacidad de calor es sencillo una vez que se determina la masa.
Cosas que necesitarás
- Calculadora u hoja de cálculo de computadora
- Recursos de datos concretos
Calcule la masa del concreto en cuestión. Debido a que los muros de concreto se definen en pies cuadrados de área y espesor, mida el número de pies cuadrados y multiplíquelo por el espesor del muro. Por ejemplo, una pared de 1 pie de espesor que mide 10 pies de alto por 10 pies de ancho contendrá 100 pies cúbicos de concreto. La densidad del concreto promedio es de 133 lbs. por pie cúbico, entonces la masa de la pared es de 13, 300 lbs.
Multiplique la masa por la capacidad calorífica específica del concreto, 0.2 BTU / lb / grado F. Esto produce 0.2 veces 13, 300 es igual a 2, 660 BTU para elevar la temperatura de toda la pared solo 1 grado Fahrenheit.
Un piso de losa de concreto grande puede moderar las temperaturas en el resto del edificio.Ajuste el cálculo base para las dimensiones específicas de su aplicación. Para una pared de 40 pies de largo, el total de BTU por grado F sería 4 veces 2, 660 o 10, 640 BTU / por grado de cambio F. Si la pared de 40 pies tiene 2 pies de espesor, su masa sería de 106, 400 lbs., Y la capacidad de calor sería de 21, 280 BTU / grado F de cambio.
El contenido agregado o la textura pueden alterar la capacidad de calor del concreto.
Calcule el cambio de capacidad de calor con un cambio de temperatura especificado. Si la pared de 40 pies de largo y 2 pies de grosor se calentara uniformemente a 35 grados F, la capacidad de calor cambiaría 35 grados F por 21, 280 BTU / grado F o 744, 800 BTU. Calentar esa pared en 35 grados quemando fuel oil requeriría alrededor de 5.4 galones, suponiendo una eficiencia del 100 por ciento.
Ajuste el cálculo en función del tipo de hormigón. El concreto con un alto porcentaje de agregado tiene una capacidad calorífica específica 10 por ciento menor a aproximadamente 0.18 BTU / lb / grado F. La pared de 40 pies contendría aproximadamente 744, 800 veces 0.9 o 670, 320 BTU más para un aumento de temperatura de 35 grados F . Del mismo modo, el concreto con solo arena, pero sin piedra, tendría aproximadamente un 15 por ciento más de BTU a 0.23 BTU / lb / grado F o 744, 800 veces 1.15 u 856, 520 BTU más para un aumento de 35 grados F.
Paso 6 Analice toda su estructura de concreto sobre la base de pies cuadrados y espesor para conocer el cambio de capacidad de calor neto para un cambio uniforme de temperatura.
Consejos y advertencias
- Configure hojas de cálculo para ejecutar cálculos con un rango de variables al construir nuevas estructuras de concreto.
- Las consideraciones estructurales se deben considerar cuidadosamente al ubicar masas térmicas de concreto sobre el suelo o sobre la cabeza.
