Veamos que factores hacen que una instalación térmica sea más eficiente que otra:
1º. El aislamiento influye determinántemente sobre la demanda térmica de la instalación. Hay dos factores que determinan el consumo de la instalación: la demanda, y el rendimiento del sistema. Parece lógico disminuir primero la demanda de la instalación, antes de proponer mejoras que aumenten el rendimiento del sistema.
Un edificio bien aislado consume menos energía pues conserva mejor la temperatura en su interior.
Las viviendas consumen el 20 % del consumo total de energía de España, por tanto cualquier mejora reducirá el consumo global energético de manera importante. He de recordar que España es un pais, energéticamente, dependiente del exterior en una proporción superior al 80%.
El aislamiento aumenta la resistencia de los cerramientos al paso de calor, disminuyendo la transmitancia, uno de los tres factores que determinan las pérdidas de calor por transmisión:
Pérdidas por Transmisión = Transmitancia de los Cerramientos x Superfice x Salto Térmico
De todos los factores es el que mayor ahorro producirá, pues la superficie no la podemos variar, y en el salto térmico (temperatura interior menos temperatura exterior) sólo podremos disminuir algo la temperatura interior, pero sin disminuir los parámetros de confort y bienestar.
Los edificios construidos antes de 1.979 no gozaban de aislamiento, por tanto, cualquier acción sobre los mismos debe incluir obligatóriamente la inclusión del aislamiento. Desde 1.979 hasta 2.006 la NBE-CT-79 obligó a un aislamiento mínimo y al cumplimiento de un aislamiento global medio calculado según la ficha del Kg del edificio. A partir de 2.006 la obligación de un mayor nivel de aislamiento ha venido impuesta por el Código Técnico de la Edificación (CTE), en su sección HE-1.
El CTE se aplica a edificios nuevos y a rehabilitación de los existentes, cuando esta rehabilitación se produzca en edificios de más de 1.000 m2, y afecte a más del 25% del total de los cerramientos. Por tanto, se deberá aprovechar la rehabilitación del edificio para aplicar un mayor nivel de aislamiento.
Demostraremos que cualquier edificio de más de 20 años puede ahorrar alrededor de un 50 % de la energía consumida en calefacción.
Un estudio energético de consumo de un edificio debe realizarse para distintas hipótesis (mejoras), las cuales provocarán un ahorro de combustible, que habrá que valorar en función de la inversión a realizar. En resumen debemos calcular la amortización o retorno de la inversión realizada.
Amortización = Inversión total / Ahorro anual obtenido
El primer paso será medir el nivel de aislamiento, para ello diversas opciones:
- Estimarlo en función del año de construcción. Indicar que algún cm de diferencia en el espesor en algún componente de un cerramiento varía muy poco la transmitacia del mismo (salvo para el aumento de espesor del material aislante). Existen tablas con valores para distintas composiciones de muros.
- Realizar una cata, medir espesores de los distintos componentes, por ejemplo: ladrillo caravista, cámara aire, tabique interior y enlucido. Y calcular el coeficiente de transmitancia.
- Cálcularlo en función de la temperaturas interior, exterior y del aire interior.
Veamos esta última opción, pues parece interesante. Esta medición es directa sin aporte de calor, para ello, debemos medir mediante 3 lecturas, al menos, la temperatura del ambiente interior, exterior, y la temperatura superficial interior de la pared.
Precisamos el coeficiente de película interior, el cual lo podemos obtener de la tabla E.1. del documento del CTE HE 1, el cual nos ofrece el dato de la resistencia térmica superficial. Recordar que el coeficiente de película interior es la inversa de la resistencia.
H int = 1 / R int
Así la expresión para el cálculo de la transmitacia del cerramiento es:
Donde, Tint, es la temperatura ambiente interior.
Text, es la temperatura ambiente exterior.
Tp int, es la temperatura superficial de pared interior.
U, es el coeficiente de transmitancia, medido en W/m2.ºC
Aquí te puedes descargar, gratuitamente, una hoja excel para el cálculo de la transmitacia en función de las temperaturas y el flujo de calor:
- Horizontal (pared).
- Vertical ascendente (techo).
- Vertical descendente (suelo).
Para la medición de la temperatura superficial de la pared interior del cerramiento se deberá proteger la sonda envolviéndolas exteriormente por alguna pasta o aislante para evitar que estén influidas por la temperatura ambiente y midan únicamente la temperatura superficial.
Este método de cálculo de la transmitación tiene limitaciones, será válido si:
- El flujo de calor es unidireccional y estacionario.
- No está influido por la radiación solar.
- La climatización mantiene la temperatura interior constante.
- La temperatura exterior debe fluctuar lo menos posible.
Una vez realizado el trabajo de campo de obtener los coeficientes de transmitancia, se debe estudiar el consumo actual de la instalación térmica.
Para ello debemos comprobar las condiciones ambientales interiores mediante el termómetro de globo para medir la temperatura operativa.
O bien, utilizar las condiciones estandar establecidas en la reglamentación sobre instalaciones térmicas:
Por ejemplo para Albacete tenemos las temperaturas medias mensuales de los meses de invierno, de noviembre a abril.
Con ello podemos establecer la potencia media consumida por hora de funcionamiento de la instalación térmica.
¿Cuál será la energía consumida por la instalación?: Energía = Potencia x Tiempo
Podemos realizar el cálculo utilizando una tabla excel como la adjuntada a continuación.
Aquí te puedes descargar una hoja Excel para estimar el consumo anual de calefacción:
Hagamos un ejemplo sencillo, que es mejor modo de estudiar el ahorro que podríamos obtener mediante la mejora del aislamiento.
Sea la vivienda siguiente, compueta de dos plantas: baja y primero. En la que disfruta de calefacción la planta baja y la primera es un local no calefactado.
Es una vivienda anterior a la NBE-CT 79 y por tanto sus cerramientos no gozán de aislamiento y el acristalamiento es sencillo.
Se prevé aislar todo el perímetro exterior y colocar acristalamiento doble como se observa en el plano siguiente:
Es una vivienda anterior a la NBE-CT 79 y por tanto sus cerramientos no gozán de aislamiento y el acristalamiento es sencillo.
Se prevé aislar todo el perímetro exterior y colocar acristalamiento doble como se observa en el plano siguiente:
Los cerramientos perimetrales izquierdo, inferior y derecho son exteriores.
Abrimos la hoja excel y nos aparece la siguiente ventana:
Es una hoja sencilla, en la que tenemos varios accesos a hojas de cálculo interiores.
1º Introducimos datos:
Hemos de introducir la temperatura de diseño interior y exterior, así como las temperaturas medias de los distintos meses invernales, así se calculan los saltos térmicos. En esta pantalla, también, podemos acceder a la descarga de la Guía de Condiciones Climáticas.
Hay datos que nos vendrán bien a la hora de estimar la carga térmica como alturas genéricas de la vivienda, ventanas y puertas.
2º Introducimos las transmitancias, pre-rehabilitación:
3º Introducimos los nuevos coeficientes de transmisión (transmitancias) que habrá en todos los cerramientos tras la rehabilitación del edificio:
4º La demanda se calcularán evaluando las pérdidas por transmisión para los valores de temperatura media mensuales, pero debemos considerar las pérdidas de calor del sistema de ventilación. Para ello debemos de estimar las renovaciones horarias: 0,6 a 0,7 renovaciones hora, si se adopta un sistema de ventilación como el propuesto por el CTE HS 3.
Una vez definidos los parámetros de cálculo, debemos calcular la carga media mensual, para ello volvemos a la pantalla principal y accedemos al cálculo de carga térmica.
Consideraremos toda la vivienda como si fuese un solo recinto, pues no queremos calcular la carga parcial de cada estancia, así resulta:
Así obtenemos la potencia media (por hora) para todo el mes de noviembre, diciembre.... Pues el programa únicamente repite los cálculos para las temperaturas medias de cada mes, y para los coeficientes de la vivienda rehabilitada (excel es muy obediente).
Como energía es igual a potencia por tiempo de funcionamiento obtenemos el consumo mensual de noviembre, diciembre....Y para las condiciones con mejor aislamiento.
Volvemos a la pantalla de inicio, y accedemos al consumo de calefacción, que nos ofrecerá datos relevantes en cuanto a ahorro obtenido:
Observamos que podemos tener un ahorro de casi un 50 %.
Este estudio podríamos haberlo realizado mejora a mejora, o sea:
- Estudiar el ahorro mejorando suelo el aislamiento del pavimento.
- Estudiar el ahorro que produce una doble ventana.
- Estudiar el ahorro al colocar el pladur perimetral y el aislamiento.
- Estudiar el ahorro al colocar aislante sobre la escayola por toda la vivienda.
En este caso la vivienda se iba a rehabilitar y sólo queriamos comprobar el ahorro producido por el global de la vivienda.
Incluso se podría haber buscado el nivel de aislamiento óptimo en función del coste de cada cm de aislamento y el ahorro conseguido con cada cm. Todo es cuestión de ganas de trabajar...
El momento de la rehabilitación de una vivienda es el momento para aprovechar para incorporar el aislamiento por un coste adicional reducido.
Lógicamente debemos centrar la mejora en los cerramientos donde existan mayores pérdidas de calor: ventanas, acristalamientos, cajas de persiana, etc.
Debemos mejorar las ventanas sustiyéndolas por otras con vidrio bajo emisivo y marcos con rotura de puente térmico.
Si cambiamos el pavimento hemos de pensar en la posibilidad de aislarlo planteando un enfoque energético además de ornamental o decorativo.
Las mejoras de aislamiento se pagan por si solas, es algo que no se vé pero se nota. Considerando la larga vida media del aislamiento, se podrá ahorrar durante ella de 8 a 9 veces lo que costó toda la rehabilitación. Y considerando el coste total de una rehabilitación, y el coste del material aislante la amorización puede estar entre 5 y 7 años.
Al dismiuir la temperatura de paredes, suelos o techos fríos, el confort es mayor incluso a menor temperatura ambiente.
Una mejora del aislamiento conlleva una mejora de la insonorización de la vivienda, con lo que la calidad de vida en este sentido también mejora.
El medio ambiente recibe menos emisiones de gases contaminantes, con lo que también lo agradece.
Recuerda que si tu vivienda fué construida antes de 1.980 seguramente no tendrá ningún aislamiento y será necesaria una rehabilitación de la misma. Por tanto la rehabilitación también debe incluir la parte energética de la vivienda.
En próximos artículos debemos entrar a valorar posibles mejoras en las instalaciones térmicas, pues con el aislamiento reducimos la demanda, y el otro aspecto que queda a mejorar es el rendimiento del sistema.
Recuerda:
Consumo = Demanda / Rendimiento
Sin mejorar el rendimiento para la vivienda objeto de estudio esta ha sido su mejora:
Y las emisiones de CO2 dejadas de emitir:
Lógicamente dependen del combustible utilizado, además del rendimiento del generador.
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