Aislamiento Termico
El confort del aislamiento térmico de un módulo prefabricado, es un factor que depende, en gran medida de las características del envolvente o piel que del propio módulo (también el acústico, pero no es objeto de este artículo). Una envolvente que está formada por los conocidos como cerramientos opacos (suelos, paredes y techo), elementos articulables u operables (ventanas y puertas) y, los puentes térmicos (localizados en discontinuidades geométricas o de tipología de material).
Así, en cada uno de estos puntos a estudiar, hemos de ser capaces de identificar el nivel de aislamiento térmico, en referencia al porcentaje de energía que lo atraviesa. Un valor, que se conoce como transmitancia térmica o valor U (U-Value) y que, dicho de otro de modo, mide la ganancia o pérdida de calor a través de una superficie, cuando existe una variación de temperaturas entre el aire interior y el exterior.
Este U-Value (W/m2K) es un valor de uso muy extendido, sobre todo en el mundo del acristalamiento, dónde los proveedores lo emplean de forma muy habitual para diferenciar entre las posibles calidades de su gama de productos. Pero la realidad es que este valor es extensible a cualquier elemento constructivo y, por ende, a cualquier parte del propio módulo prefabricado.
Así, como se puede entender por la propia imagen, cuanto menor sea este U-Value, mejor será el aislamiento térmico que ofrezca el elemento constructivo. Y al revés, a mayor U-Value, más deficiente será la resistencia al paso del calor que ofrecerá la superficie y, por tanto, más medios externos tendremos que aportar para mantener unas condiciones de confort mínimas internas.
Gracias a estos cálculos, podemos mejorar, de forma científica, la eficiencia de nuestros módulos en lo que se refiere a ahorro de energía y confort.
Cómo se calcula el U-Value o la resistencia térmica asociada
Lo primero que debemos entender es el fenómeno físico que tiene lugar en esta transmisión de calor a través de una superficie, la cual, está adosada a 2 ambientes
de distinta temperatura (interior/exterior).
A/ Resistencia a Conducción
¿Qué es la conducción? La conducción es la transferencia de calor que ocurre cuando 2 objetos están en contacto entre sí. De modo que siempre se transfiere
calor del objeto de mayor temperatura al del menor, en dirección perpendicular a la propia superficie de contacto.
Para calcular la resistencia al calor por conducción, necesitamos aplicar la siguiente fórmula:
R = e/K
R (m2K/W) – Resistencia al paso del calor
e (m) – Espesor de la lámina del material
K (W/mK) – Conductividad térmica del material
B/ Resistencia a Convección
¿Qué es la convección? La convección es la transferencia de calor que ocurre cuando 1 objeto está en contacto con un fluido (líquido o gas). Así,
las corrientes convectivas absorben calor de un medio y lo transportan a otro punto más frío dónde lo liberan.
Para calcular la resistencia al calor por conducción, necesitamos aplicar la siguiente fórmula:
R = 1/h
R (m2K/W) – Resistencia al paso del calor
h (W/mK) – Conductividad térmica del aire, en función de la temperatura. Valor que podemos encontrar
tabulado en tablas y que es de 0.02 W/mK a temperatura ambiente (20-25°C).
C/ Resistencia Total y Transmitancia Térmica (U-Value)
La resistencia térmica total, se calcula haciendo el sumatorio de todas las resistencias parciales que están implicadas en el proceso.
Rtotal = Rconv_i + Rcond + Rconv_e
Rtotal (m2K/W) – Resistencia total del elemento compuesto por capas.
Rconv_i (m2K/W) – Resistencia térmica por convección respecto al aire interior
Rcond (m2K/W) – Resistencia térmica por conducción en el panel sándwich de la pared
Rconv_e (m2K/W) – Resistencia térmica por convección respecto al aire exterior
Siendo la transmitancia térmica o U-Value, la inversa de la Resistencia Total:
U-Value = 1/Rtotal
Donde:
U-Value (W/m²·K) – Transmitancia Térmica
Rtotal (m2K/W) – Resistencia total del elemento compuesto por capas.
Ejemplo de aplicación
Así, en una pared de un módulo prefabricado, hecha con panel sándwich, se podría calcular de la siguiente manera:
Rtotal = Rconv_i + Rcond + Rconv_e
Rtotal = 1/hi + e/K + 1/he
U-Value = (1/hi + e/K + 1/he)-1
hi (W/mK) – 0,02551 W/mK a temperatura ambiente (25°C).
he (W/mK) – 0,02364 W/mK a temperatura ambiente (0°C).
K (W/mK) – 0,025 W/mK a temperatura ambiente (PUR).
e (m) – 0,04 m –en el caso de panel sandwich
U-Value = (1/0,02551 + 0,04 /0,025 + 1/0,02364)-1
U-Value = 0,01203 W/m²·K
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