¿Qué es la carga térmica?
La carga térmica (también llamada carga térmica de diseño) describe la potencia calorífica que un edificio requiere a la temperatura exterior más fría esperada para mantener una temperatura interior definida. Es el parámetro fundamental para el dimensionamiento de sistemas de calefacción.
La idea básica
Imagine su edificio como una bañera:
- El agua se escapa = El calor se pierde (a través de paredes, ventanas, ventilación)
- El agua entra = La calefacción aporta calor
- El nivel del agua permanece constante = La temperatura interior se mantiene estable
La carga térmica responde a la pregunta: ¿Cuánto calor debe aportar la calefacción para que el interior permanezca cálido cuando fuera hace el máximo frío?
La norma: DIN EN 12831
El cálculo de la carga térmica está normalizado en la norma europea DIN EN 12831:
| Parte | Contenido |
|---|---|
| DIN EN 12831-1 | Carga térmica de los locales (norma principal) |
| DIN EN 12831-3 | Calentamiento de agua sanitaria |
| DIN/TS 12831-1 Anexo 1 | Complementos nacionales para Alemania |
La norma define procedimientos de cálculo estandarizados, datos climáticos y condiciones de contorno para que las cargas térmicas sean comparables y reproducibles.
Los dos componentes de la carga térmica
La carga térmica se compone de dos componentes principales:
1. Pérdidas de calor por transmisión (ΦT)
Calor que "fluye" hacia el exterior a través de la envolvente del edificio:
- A través de muros exteriores
- A través de ventanas y puertas
- A través de cubierta y forjado del sótano
- A través de puentes térmicos
Fórmula: ΦT = Σ (U × A × fT) × (θi - θe)
- U = Coeficiente de transmisión térmica (W/m²K)
- A = Superficie del elemento constructivo (m²)
- fT = Factor de corrección (p. ej., para terreno)
- θi = Temperatura interior (°C)
- θe = Temperatura exterior de diseño (°C)
2. Pérdidas de calor por ventilación (ΦV)
Calor que se pierde por el intercambio de aire:
- Infiltración: Fugas de aire no controladas
- Ventilación por ventanas: Ventilación manual
- Ventilación mecánica: Sistemas de ventilación (con/sin recuperación de calor)
Fórmula: ΦV = V × n × ρ × cp × (θi - θe)
- V = Volumen del local (m³)
- n = Tasa de renovación de aire (1/h)
- ρ × cp = 0,34 Wh/(m³K) para aire
La carga térmica total
La carga térmica de diseño de un local resulta de:
ΦHL = ΦT + ΦV + ΦRH
| Símbolo | Significado |
|---|---|
| ΦHL | Carga térmica de diseño del local |
| ΦT | Pérdidas de calor por transmisión |
| ΦV | Pérdidas de calor por ventilación |
| ΦRH | Potencia adicional de puesta en régimen (opcional) |
La carga térmica del edificio es la suma de todas las cargas térmicas de los locales – aunque aquí pueden aplicarse factores de simultaneidad.
¿Por qué es tan importante la carga térmica?
La carga térmica determina de forma decisiva:
1. Dimensionamiento del generador de calor
| Carga térmica | Recomendación |
|---|---|
| 5 kW | Bomba de calor pequeña o caldera de condensación de gas |
| 10 kW | Bomba de calor mediana |
| 15+ kW | Bomba de calor grande o sistema en cascada |
Calefacción demasiado grande: Ciclos frecuentes de arranque/parada, funcionamiento ineficiente, mayor desgaste
Calefacción demasiado pequeña: El edificio no alcanza la temperatura deseada con frío extremo
2. Dimensionamiento de los radiadores
Cada local necesita radiadores que puedan cubrir su carga térmica individual. La carga térmica del local determina:
- Tipo de radiador (Tipo 11, 21, 22, 33...)
- Tamaño del radiador (largo × alto)
- Número de radiadores
3. Temperatura de impulsión
Cuanto menor sea la carga térmica específica (W/m²), menor puede ser la temperatura de impulsión:
| Carga térmica espec. | Temperatura de impulsión típica |
|---|---|
| < 40 W/m² | 35-45°C (ideal para bomba de calor) |
| 40-60 W/m² | 45-55°C (baja temperatura) |
| > 60 W/m² | 55-70°C (convencional) |
Temperatura exterior de diseño: El caso de dimensionamiento
La carga térmica se calcula para el caso más frío previsto. La temperatura exterior de diseño depende de la ubicación:
| Región | Ciudad ejemplo | Temperatura exterior de diseño |
|---|---|---|
| Zonas templadas | Colonia, Düsseldorf | -10°C |
| Media montaña | Fráncfort, Stuttgart | -12°C |
| Pie de los Alpes | Múnich, Augsburgo | -14°C |
| Regiones de montaña | Oberstdorf | -16°C a -18°C |
Consejo práctico: La temperatura exterior de diseño se encuentra en el DIN/TS 12831-1 Anexo 1 o utilice nuestra Calculadora de carga térmica, que determina automáticamente los valores correctos.
Carga térmica vs. Demanda de calor
Estos dos conceptos se confunden a menudo:
| Concepto | Unidad | Significado | Analogía |
|---|---|---|---|
| Carga térmica | kW | Potencia instantánea | Potencia del motor |
| Demanda de calor | kWh/a | Energía anual | Kilómetros anuales |
La carga térmica es una potencia – indica qué tan potente debe ser la calefacción.
La demanda de calor es una cantidad de energía – indica cuánta energía se consume a lo largo del año.
Factores que influyen en la carga térmica
La carga térmica depende de muchos factores:
Envolvente del edificio
- Nivel de aislamiento (valores U de los elementos constructivos)
- Calidad de las ventanas (acristalamiento, marco)
- Estanqueidad al aire (valor Blower-Door)
- Puentes térmicos (encuentros, penetraciones)
Geometría del edificio
- Compacidad (relación A/V)
- Orientación (fachada norte/sur)
- Sombreado (edificios vecinos, árboles)
Uso
- Temperatura interior (20°C estándar, baños a menudo 24°C)
- Comportamiento de ventilación (mecánica/manual)
- Fuentes de calor internas (personas, aparatos)
La calculadora de carga térmica
Nuestra Calculadora de carga térmica realiza el cálculo completo según DIN EN 12831-1:
- Introducir ubicación → Se determinan los datos climáticos
- Definir edificio → Elementos constructivos y valores U
- Crear locales → Cargas térmicas individuales por local
- Obtener resultado → Cargas térmicas por local y del edificio
Calcule ahora: Determine la carga térmica de su edificio con nuestra Calculadora de carga térmica gratuita.
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Fuentes
- DIN EN 12831-1:2017-09 – Evaluación energética de edificios – Método para el cálculo de la carga térmica de diseño
- DIN/TS 12831-1 Anexo 1 – Complementos nacionales