Es esencial comprender cómo viaja el calor a través de las paredes para garantizar el confort y la eficiencia energética de los edificios. La cantidad de calor que atraviesa una pared viene determinada en gran medida por la conductividad térmica del material, es decir, su capacidad para conducir el calor. A la hora de elegir materiales aislantes y diseñar edificios energéticamente eficientes, este cálculo es crucial.
La facilidad con la que el calor se desplaza a través de los componentes de las paredes es a lo que nos referimos cuando hablamos de su conductividad térmica. Los metales conducen el calor mucho más rápido que materiales como la madera o la espuma aislante, por ejemplo. Los distintos materiales conducen el calor a velocidades diferentes. Los constructores y diseñadores pueden elegir cómo aislar y construir paredes para minimizar la ganancia o pérdida de calor conociendo la conductividad térmica de cada capa de material de la pared.
Para calcular la conductividad térmica hay que tener en cuenta una serie de factores. En primer lugar, dado que los materiales más gruesos suelen resistir mejor el flujo de calor que los más finos, el grosor de cada capa de material en la pared es significativo. En segundo lugar, la conductividad depende del tipo de material; a menudo se eligen materiales aislantes con baja conductividad térmica, como la fibra de vidrio o algunos tipos de espuma.
Los valores R y los valores U son dos medidas distintas que los ingenieros y arquitectos utilizan para estimar la conductividad térmica general y la resistencia térmica de las paredes. El valor U representa la conductividad térmica total de un conjunto de paredes, mientras que el valor R cuantifica la capacidad de un material para resistir el flujo de calor. Estas cifras influyen en las decisiones que se toman sobre las técnicas de aislamiento y el diseño de los edificios, ya que indican hasta qué punto una pared puede detener la transferencia de calor.
- Por qué se necesita un cálculo?
- De qué depende la conductividad térmica?
- Realizamos cálculos
- Valores aceptables según la región
- indicadores de transferencia de calor para diversos materiales
- Cálculo de una estructura multicapa
- Secuenciación
- Vídeo sobre el tema
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- Cálculo térmico de la pared
Por qué se necesita un cálculo?
Hay que calcular con precisión el grosor de las paredes y los materiales aislantes que utilizaremos durante la construcción para reducir los costes de calefacción y contribuir a la creación de un microclima interior saludable. La ley de la física establece que la energía térmica se escapa a través de la pared y el tejado cuando hace calor dentro y frío fuera. El cálculo incorrecto del grosor de la pared, el grosor excesivo de las paredes y la falta de aislamiento tendrán efectos negativos.
- en invierno las paredes se congelarán
- se gastarán importantes fondos en calentar los locales;
- el punto de rocío se desplazará, lo que provocará la formación de condensación y humedad en la habitación, y aparecerá moho;
- en verano la casa estará tan caliente como bajo el sol abrasador.
Para evitar estos problemas, determine la conductividad térmica del material antes de empezar la construcción. También hay que determinar el grosor de la pared y el tipo de material resistente al calor que se utilizará para el aislamiento.
De qué depende la conductividad térmica?
La cantidad de energía térmica que atraviesa un material con una superficie de 1 m2. m. de superficie y 1 m de grosor, y una diferencia de temperatura de un grado entre el interior y el exterior, se utiliza para calcular la conductividad térmica. La duración de la prueba es de una hora.
La conductividad de la energía térmica depende de:
- propiedades físicas y composición de la materia;
- composición química;
- condiciones de funcionamiento.
Los materiales que ahorran calor son los que tienen un índice inferior a 17 W/(m °C).
Realizamos cálculos
La conductividad térmica es un factor clave a la hora de calcular el grosor de las paredes en la construcción. El arquitecto determina el grosor de la pared cuando diseña un edificio, pero esto tiene un coste adicional. Usted mismo puede determinar cómo calcular los indicadores necesarios para ahorrar dinero.
Los constituyentes de un material determinan la rapidez con que se transfiere el calor a través de él. La resistencia a la transferencia de calor debe ser superior al valor mínimo mencionado en el "Aislamiento térmico de los edificios" documento normativo.
Examinemos cómo determinar el grosor de una pared en función de los materiales de construcción utilizados.
Δ es el espesor del material de construcción del muro;
Λ, un indicador de conductividad térmica específico, se calcula en términos de (m2 °C/W).
El coeficiente de conductividad térmica debe figurar en el pasaporte al comprar materiales de construcción.
Los valores de los parámetros para edificios residenciales se encuentran en SNiP 02/23/2003 y SNiP II-3-79.
Valores aceptables según la región
La tabla siguiente muestra el valor de conductividad térmica más bajo que es aceptable para cada región:
| No | Índice de conductividad térmica | Región |
|---|---|---|
| 1 | 2 m2 – ° C/WT | Crimea |
| 2 | 2.1 m2 – ° C/WT | Sochi |
| 3 | 2.75 m2 – ° C/WT | Rostov – on -Don |
| 4 | 3.14 m2 – ° C/WT | Moscú |
| 5 | 3.18 m2 – ° C/WT | San Petersburgo |
Cada material tiene un indicador de conductividad térmica que le es propio. Cuanto más alto es el material, más calor se transfiere a través de él.
Un componente clave para comprender la transferencia de calor a través de las paredes es calcular la conductividad térmica. La tasa de transferencia de calor se mide por la conductividad térmica de un material. Con estos conocimientos, los constructores y propietarios de viviendas pueden elegir materiales aislantes que controlen eficazmente la temperatura interior y ahorren gastos energéticos. En este artículo se examinan los fundamentos del cálculo de la conductividad térmica y se ofrece información útil sobre cómo afectan el grosor y la composición de los distintos materiales a la capacidad de una pared para retener el calor o mantenerse fría.
indicadores de transferencia de calor para diversos materiales
La siguiente tabla muestra los valores de densidad y conductividad térmica de los materiales:
| Material | El tamaño de la conductividad térmica | Densidad |
|---|---|---|
| Hormigón | 1.28-1.51 | 2300-2400 |
| Madera de roble | 0.23-0.1 | 700 |
| Madera de conífera | 0.10-0.18 | 500 |
| Losas de hormigón armado | 1.69 | 2500 |
| Ladrillo cerámico con huecos | 0.41-0.35 | 1200-1600 |
La densidad y la humedad de los materiales de construcción influyen en su conductividad térmica. Es importante estar atento al coeficiente que figura en las instrucciones de los materiales que se utilicen, ya que los distintos fabricantes pueden tener calidades diferentes para los mismos materiales.
Cálculo de una estructura multicapa
Si un muro se construye con diversos materiales, como yeso, lana mineral y ladrillo, los valores de cada material deben determinarse por separado. Por qué sumar las cifras que te han dado?
En este caso, se debe seguir la siguiente fórmula:
Rtot= Rn + Ra + R2 +… dónde:
R1-Rn representa la resistencia térmica de varias capas de material;
Ra.l es la resistencia térmica de la capa de aire cerrada. Los valores figuran en la tabla 7 de la página 9 de la norma SP 23-101-2004. No todas las construcciones de muros implican la provisión de una capa de aire. Para saber más sobre cálculos, vea este vídeo:
Estos cálculos nos permiten determinar el espesor adecuado y si se pueden utilizar los materiales de construcción elegidos.
Secuenciación
Antes de nada, debes decidir qué materiales de construcción vas a utilizar para construir la casa. A continuación, utilizando el esquema descrito, calculamos la resistencia térmica de la pared. Es necesario comparar los valores obtenidos con la información de las tablas. Es bueno si coinciden o superan.
Si el resultado es inferior a lo indicado en la tabla, debe volver a calcular y aumentar el grosor de la pared o el aislamiento. Las capas entre la cámara de aire y la calle no deben tenerse en cuenta si la estructura tiene una cámara de aire que se ventila con aire exterior.
Es esencial comprender la conductividad térmica de las paredes a la hora de diseñar entornos confortables y energéticamente eficientes. Los constructores y propietarios pueden elegir los materiales y métodos de aislamiento adecuados calculando esta propiedad. La unidad de medida de la capacidad de un material para conducir el calor se denomina conductividad térmica o lambda (λ). Un mejor aislamiento indica valores más bajos, lo que significa que se escapa menos calor en invierno y entra menos calor en verano.
Los materiales de construcción deben tenerse en cuenta al calcular la conductividad térmica de la pared. Cada material, incluidos el ladrillo, el hormigón, la madera y los materiales aislantes como la espuma o la fibra de vidrio, tiene un valor de conductividad térmica único. En función del grosor y la configuración de los materiales del interior de la pared, se combinan estos valores. Por ejemplo, una pared con varias capas de aislamiento conducirá el calor de forma menos eficiente que una pared con poco o ningún aislamiento.
Los constructores y renovadores pueden estimar la conductividad térmica utilizando calculadoras en línea o fórmulas matemáticas. Estos instrumentos proporcionan un valor numérico que indica la cantidad de transferencia de calor a través de la estructura teniendo en cuenta las características térmicas de cada capa del conjunto de la pared. Los profesionales se aseguran de que los edificios cumplen las normas de eficiencia energética y mantienen temperaturas interiores agradables durante todo el año calculando con precisión la conductividad térmica.
Lograr una conductividad térmica óptima en la práctica requiere encontrar un equilibrio entre factores prácticos como las limitaciones presupuestarias y de espacio y la eficacia del aislamiento. Una planificación cuidadosa del montaje de las paredes durante la nueva construcción puede ahorrar considerablemente los gastos de calefacción y refrigeración de un edificio durante toda su vida útil. El cálculo de la conductividad térmica es una herramienta importante para las prácticas de construcción sostenible, ya que la modernización de las estructuras existentes con un mejor aislamiento también puede suponer un importante ahorro de energía y un aumento del confort.
