¿Qué es y cómo calcular el coeficiente de transferencia de calor?

El aislamiento térmico de las particiones externas afecta los costos de calefacción de cada edificio. Por tanto, el coeficiente de transferencia de calor es un parámetro muy importante que debemos tener en cuenta a la hora de construir edificios residenciales. Pero, ¿qué es exactamente y cómo se puede calcular? A continuación respondemos las preguntas más frecuentes.

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¿Cuál es el coeficiente de transferencia de calor?

El coeficiente de transferencia de calor es el parámetro más importante utilizado para determinar el aislamiento térmico de un edificio. Se expresa con el símbolo U. En términos simplificados, el coeficiente de transferencia de calor determina cuánta energía de calefacción puede pasar a través de la partición. Cuanto menor sea el valor U, menor será la pérdida de calor y menores las facturas de calefacción del edificio. Para el cálculo del coeficiente de transferencia de calor (expresado en W / m²K) Se tiene en cuenta el espesor del tabique y todas sus capas así como el tipo de material utilizado. Muy a menudo, los llamados puentes térmicos no se tienen en cuenta al calcular el valor U. Su presencia reduce el aislamiento térmico en la partición y provoca grandes pérdidas de energía de calefacción, por lo tanto, además de calcular el coeficiente de transferencia de calor, es muy importante realizar correctamente las cámaras selladas y los sistemas de aislamiento térmico. A la hora de planificar estos y otros trabajos de construcción, te será útil calculadora de costos de construcción, gracias al cual puede estimar fácilmente sus gastos de inversión.

Cálculo del coeficiente de transferencia de calor.

Calculamos el valor del coeficiente U usando la fórmula simplificada. Podemos calcular el coeficiente de transferencia de calor nosotros mismos. Necesitaremos una calculadora y una hoja de papel para anotar los resultados.

El primer paso en nuestros cálculos es determinar la resistencia térmica. El coeficiente de resistencia térmica se expresa mediante el símbolo R y se calcula de acuerdo con la fórmula:

R = d / λ

Dónde:

• R - resistencia térmica.
• d - espesor de pared expresado en metros.
• λ - coeficiente de conductividad térmica, expresado en W / mK.

Los cálculos finales también incluyen el coeficiente de transferencia de calor desde el exterior (Rsi) y el coeficiente de transferencia de calor desde el interior (Rse).

La suma del factor R + Rsi + Rse da el valor total de la resistencia térmica.

La fórmula anterior, que tiene en cuenta el coeficiente de transferencia de calor λ, muestra que el cálculo del coeficiente de transferencia de calor está estrechamente relacionado con la conductividad del material. El coeficiente de conductividad térmica lambda depende del tipo de material utilizado. Podemos calcular el coeficiente de conductividad térmica nosotros mismos, pero la calculadora en línea será de gran ayuda aquí. El coeficiente de conductividad térmica lambda también debe indicarse en la especificación técnica de los materiales de construcción. Cuanto menor sea su valor, menor será el coeficiente de transferencia de calor de las paredes externas.

Ahora que conocemos el coeficiente de conductividad térmica total, incluidas las paredes externas, podemos usar otra fórmula que ayudará a determinar nuestro coeficiente de transferencia de calor:

U = ^D/_R1

Dónde:

• d - espesor de pared expresado en metros.
• R1 - significa la resistencia térmica total de la partición.

El resultado del cálculo solo debe compararse con el límite permisible del coeficiente de conductividad térmica para paredes multicapa.

Si nuestra partición consta de varias capas con diferentes propiedades, necesitamos calcular el factor U para cada una de ellas.

Como podemos ver, calcular la proporción de todas las particiones puede resultar bastante complicado. Afortunadamente, podemos usar una calculadora en línea para los cálculos, lo que simplificará las acciones. Otra facilitación puede ser el uso de modelos de construcción listos para usar. Los fabricantes proporcionan el coeficiente de transferencia de calor en los parámetros técnicos del material. Gracias a esto, no tenemos que hacer todos los cálculos nosotros mismos. Sin embargo, la mayor comodidad es la calculadora en línea, que calculará los parámetros de las particiones externas indicadas para nosotros.

Condiciones técnicas y el factor U

El coeficiente de transferencia de calor de las cámaras de un edificio de nueva construcción no debe exceder ciertos límites. Los valores de los coeficientes máximos se pueden encontrar en el Reglamento del Ministerio de Infraestructura del 12 de abril de 2002 sobre las condiciones técnicas que deben cumplir los edificios y su ubicación. En enero de 2017 entraron en vigor cambios en las condiciones técnicas, encaminados a incrementar la eficiencia energética. El coeficiente de transferencia de calor es un parámetro importante (pero no el único) que debe tenerse en cuenta al construir nuevas instalaciones. El factor U máximo actual para elementos individuales es:

Paredes exteriores:

• en ti ≥ 16 ° C - 0,23 W / (m2 K)
• a 8 ° C ≤ ti <16 ° C - 0,45 W / (m2 K)
• en ti <8 ° C - 0,90 W / (m2 K)

Techos, techos planos y techos debajo de áticos sin calefacción o sobre cruces:

• en ti ≥ 16 ° C - 0,18 W / (m2 K)
• a 8 ° C ≤ ti <16 ° C - 0,30 W / (m2 K)
• en ti <8 ° C - 0,70 W / (m2 K)

Pisos en el suelo:

• en ti ≥ 16 ° C - 0,30 W / (m2 K)
• a 8 ° C ≤ ti <16 ° C -1,20 W / (m2 K)
• en ti <8 ° C - 1,50 W / (m2 K)

Techos sobre habitaciones sin calefacción y espacios cerrados debajo del piso:

• en ti ≥ 16 ° C - 0,25 W / (m2 K)
• a 8 ° C ≤ ti <16 ° C - 0,30 W / (m2 K)
• en ti <8 ° C - 1,00 W / (m2 K)

Ti es la temperatura de la habitación calentada.

Las condiciones técnicas también definen el coeficiente máximo de transferencia de calor de la ventana. Desde el 1 de enero de 2022, el coeficiente máximo de transferencia de calor de una ventana en una habitación donde la temperatura no supera los 16 ⁰C, no debe ser superior a 1,1 W / (m2 K). Predominan temperaturas más altas en las viviendas. El coeficiente máximo de transferencia de calor de la ventana a una temperatura superior a 16 ⁰C no debe ser superior a 1,6 W / (m2 K).

El reglamento que especifica las condiciones técnicas y la ubicación del edificio también especifica los coeficientes máximos (incluido el coeficiente de transferencia de calor de la ventana) para ventanas y puertas de techo. Los valores actuales de los elementos seleccionados no pueden exceder:

Ventanas de techo:

• a ti ⩾ 16 ° C - 1,3 W / (m2 K)
• en ti <16 ° C - 1,6 W / (m2 K)

Ventanas en paredes internas:

• a ti ⩾ 8 ° C - 1,3 W / (m2 K)
• a ti <8 ° C - sin restricciones

El coeficiente de transferencia de calor que separa una habitación con calefacción y sin calefacción no puede exceder de 1,3 W / (m2 K) Las puertas en tabiques externos o en tabiques entre habitaciones climatizadas y sin calefacción no pueden exceder 1,5 W / (m2 K).

El reglamento prevé un mayor endurecimiento de las normas y la reducción de los coeficientes máximos de transferencia de calor. Las disposiciones pertinentes no entrarán en vigor hasta enero de 2022.

¿Cómo verificar el coeficiente de transferencia de calor de la ventana?

Al comprar ventanas, vale la pena prestar atención al coeficiente de transferencia de calor de la ventana U. Las llamadas ventanas cálidas significan un mayor ahorro de energía de calefacción y menores facturas de calefacción. La determinación del coeficiente de transferencia de calor debe incluirse en la especificación técnica del producto, pero algunos fabricantes indican las medidas de manera muy imprecisa. A veces nos encontramos con una situación en la que el coeficiente de transferencia de calor se da solo para el vidrio, no para toda la ventana. Esta es una forma inteligente de mejorar los parámetros técnicos, porque el vidrio es el mejor aislante. Sin embargo, recuerde que el valor U real debe calcularse tanto para la unidad de acristalamiento, el marco y todas las conexiones. A veces resulta que una ventana con parámetros de aislamiento supuestamente excelentes (dados solo para el vidrio) es un aislante más débil que las ventanas estándar, correctamente marcadas. Preste atención a esto antes de realizar una compra. También recomendamos leer nuestro artículo sobre triple y doble acristalamiento, disponible aquí.

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Coeficiente de transferencia de calor para cubiertas y cubiertas planas

Cuando se habla del coeficiente de transferencia de calor, no se puede ignorar el tema del aislamiento térmico de tejados y tejados planos. Su aislamiento inadecuado puede provocar grandes pérdidas de energía de calefacción. Actualmente, el valor U máximo para cubiertas y cubiertas planas es de 0,18 W / (m2 K).

El valor del coeficiente de transferencia de calor para techos se calcula de la misma manera que para las paredes. Sin duda, necesitaremos una calculadora en línea que muestre los parámetros de los materiales individuales. Lo más importante será la conductividad térmica del material aislante. Cuanto menor sea el coeficiente lambda, mejores serán los parámetros de aislamiento térmico del techo y el techo plano. Al calcular el coeficiente de transferencia de calor, a menudo se omite la capa del techo. No importa mucho el rendimiento del aislamiento térmico. El tipo de material de aislamiento térmico utilizado será mucho más importante. La lana mineral se suele utilizar para aislar techos, tejados y tejados planos. Su ventaja es el bajo coeficiente lambda y la facilidad de instalación. La lana es flexible y podemos colocarla fácilmente entre las vigas o en espacios de difícil acceso donde el poliestireno no podría manejarla. En los últimos años, el aislamiento con espuma de poliuretano se ha vuelto cada vez más popular. Su capa crea una barrera protectora hermética, sin puentes térmicos, con buenos parámetros de aislamiento térmico. Si tiene interés en este tema, consulte también el nuestro. un artículo sobre los costes de aislamiento de una vivienda unifamiliar.

¿Cómo elegir materiales de construcción que ahorren energía?

Para cumplir con las condiciones técnicas cada vez más restrictivas, debemos utilizar materiales adecuados para la construcción. Al elegir un material para paredes externas, vale la pena familiarizarse con su coeficiente lambda. Cuanto menor sea el coeficiente del material utilizado, más fácil será cumplir las condiciones técnicas que deben cumplir los edificios.

A la hora de elegir el material para las paredes exteriores, prestemos atención también a su inercia térmica. La inercia térmica determina el tiempo durante el cual la energía de calefacción atravesará la pared. Estas propiedades dependen de la especificidad de la producción y la calidad del material. Para conocer la inercia, vale la pena mirar los parámetros técnicos dados por el fabricante. Otra forma es evaluar el peso del material. Generalmente se acepta que cuanto mayor es la masa del material de construcción, mayor es su inercia térmica.

Al elegir los materiales, también debe prestar atención al tipo y grosor del aislamiento térmico del edificio. La elección de materiales más gruesos y de mejor calidad aumentará el aislamiento térmico. Si desea reducir el coeficiente de transferencia de calor a través de la pared, vale la pena invertir en una capa ligeramente más gruesa de poliestireno o lana mineral con buenos parámetros. Es la forma más sencilla y, al mismo tiempo, la más barata de cumplir con las condiciones técnicas actuales que deben cumplir los edificios y la ubicación del edificio. Se puede ver, por tanto, que el conocimiento del valor U es fundamental a la hora de planificar la construcción, especialmente cuando se trata de una casa de hormigón con aislamiento.