Cómo reducir el consumo energético en viviendas

Un recuerdo sobre transmisión del calor:

Int                                    Ext                                          Int                                                Ext

R si                                                 R se

El flujo de calor a través de una superficie se da por la ecuación de Fourier Q=λ*S/L*(t1-t2),  donde Q es la cantidad de calor que pasa a través de  una pared plana de extensión S muy grande respecto al espesor L y siendo λ  el coeficiente de conductividad para una conducción de calor en régimen estacionario  ( que siendo las temperaturas diferentes  son uniformes y constantes).

El coeficiente de conductividad térmica λ es la cantidad de  calor que pasa en la unidad de  tiempo a través de la unidad de área y de espesor unidad. Se da en Kcal/h.mºC o W/m ºC.

Existen tablas muy completas de λ para todos los materiales. Un material aislante posee un bajo coeficiente  de  conductividad térmica, entre   0,028 a 0,04 kcal/h. m. ºC.

Resistencia térmica: Comprende no sólo la resistencia térmica  interna sino también las resistencias interna y externa por la dificultad del intercambio de calor entre la pared y aire. RT=rsi+R+rse, Se definen también como las inversas de hi y he coeficientes superficiales de transmisión de calor interior y exterior. En unidades h.m2ºC/Kcal.m2 ªC

       Int                                                                                                            Ext

λ 1                    λ2                         λ3

r si                                                                                                                 r se

                                 L1                          L2                          L3

R1                           R2                            R3

La resistencia térmica total RT= El coeficiente de transmisión del calor, inverso de la resistencia térmica total, expresa el flujo de calor por unidad de superficie y de tiempo por grado de diferencia de temperatura  entre los dos ambientes, o sea:

K= 1/RT= 1/(1/hi+L1/λ1+ L2/λ2+ 1/he)

En el caso de una pared compuesta RT= 1/hi+ L2/ λ 2+ L3/ λ3 +1/he

K=1/(1/hi+ L2/ λ 2+ L3/ λ3 +1/he) h.m2ºC/Kcal.m2 ªC

Los cerramientos presentan además encuentros de  muros, forjados, estructuras, etc. Se deben calcular independientemente como puentes térmicos .

Se utiliza para el cálculo un coeficiente de transmisión lineal k que representa el flujo de calor para una longitud de 1 m y una diferencia de temperatura  de 1 ºC

Para una superficie S de cerramiento el coeficiente de transmisión global  viene dado por: KG= (KS + Σ k*L)/ S

Coeficiente de transmisión global de un edificio

KG= ( Σ KE . SE +0,5 ΣKN. SN + 0.8 ΣKG . SG +0.5 ΣKS . SS) / (Σ SE+ Σ SN+ Σ SS)

KE Cerramientos en contacto con ambiente exterior

KN Cerramientos en contacto con ambientes no calefactados

KG cerramientos de techo y cubierta

QS Separación con el terreno

Cálculo de la potencia útil de calefacción igual a pérdidas

ΣKG= S (Ti-Te) + 0.29. V.(Ti-Te) kCal/h (W),  siendo V el volumen de aire de renovación

Cálculo de as pérdidas anuales:

Q= (P. G. 24. U.i) / ( Ti-Te),                             siendo P la potencia de calefacción, G grados día correspondientes a la zona donde se haya ubicado el edificio, u el coeficiente de uso e i el coeficiente de intermitencia

El consumo de energía o combustible anual será E= Q/( Pci_R),                siendo Pci el poder calorífico inferior del combustible y R el rendimiento de la instalación.

Ejemplos de cálculo en muros y techos

Casa  vivienda con un salón muy amplio, cubierto de losa filtro y edificio de 2 plantas recubierto de cobre.

Las ventanas pueden ser de madera, plástico o aluminio, tanto para el marco como para el contramarco, el cristal puede ser sencillo, doble o triple con posible adición de óxidos metálicos para disminuir la emisividad o la sustitución del aire interior por argón.

Normalmente los cálculos de aislamiento de piezas compuestas se estiman en tablas independientes acompañadas de gráficos explicativos.

Muros de perpiaño ( losas de granito) al exterior ( en vertical)

1. Muro de piedra existente  tipo perpiaño
2. Aislante acústico-lana de roca 40 kg/40mm ( 06 x 1.20)
3. Tabique de ladrillo tipo termoarcilla    e = 240  mm
4. Aislante  tipo Walmate 30 mm
5. Panel prefabricado tipo Pladur e =10/12 mm

RT= 0.2/3+0,04/0,03+0.24/0,42+0.03/0,03+2*0.13=3,23

K=1/RT= 0,3096

Cubierta de losa filtro