Pérdidas de calor por transmisión: Cuando el calor atraviesa las paredes
Las pérdidas de calor por transmisión se producen cuando el calor "fluye" a través de elementos constructivos sólidos desde el interior hacia el exterior. En la mayoría de los edificios representan el 60-80% de la carga térmica total y son por tanto el punto de partida más importante para las rehabilitaciones energéticas.
El principio físico
El calor siempre fluye de lo caliente a lo frío – es el segundo principio de la termodinámica. En un edificio con calefacción, esto significa:
- Interior: 20°C (caliente)
- Exterior: -10°C (frío)
- Diferencia de temperatura: 30 K (Kelvin)
Cuanto mayor sea la diferencia de temperatura, más calor fluye hacia el exterior.
Analogía: Imagine un café caliente. Cuanto más frío esté el ambiente, más rápido se enfría. La taza es como la envolvente del edificio – cuanto mejor aislada (termo), más lento es el flujo de calor.
Las tres vías de transmisión del calor
El calor puede transmitirse de tres formas:
| Tipo | Descripción | Ejemplo en el edificio |
|---|---|---|
| Conducción | A través de materiales sólidos | A través de la pared |
| Convección | Por aire en movimiento | Movimiento del aire en superficies |
| Radiación | Por ondas electromagnéticas | Radiación térmica de la pared |
En la transmisión actúan las tres simultáneamente:
- El calor se transfiere del aire interior a la pared interior (convección + radiación)
- El calor conduce a través de la pared (conducción)
- El calor se cede de la pared exterior al aire exterior (convección + radiación)
La fórmula de cálculo
Las pérdidas de calor por transmisión se calculan según DIN EN 12831-1:
Fórmula: ΦT = HT × (θi - θe)
con HT = Σ (U × A × fT) + ΔUWB × A
- ΦT = Pérdidas de calor por transmisión (W)
- HT = Coeficiente de pérdidas por transmisión (W/K)
- θi = Temperatura interior (°C)
- θe = Temperatura exterior de diseño (°C)
- U = Valor U del elemento constructivo (W/m²K)
- A = Superficie del elemento constructivo (m²)
- fT = Factor de corrección de temperatura
- ΔUWB = Suplemento por puentes térmicos (W/m²K)
El factor de corrección de temperatura fT
No todos los elementos constructivos limitan directamente con el aire exterior. El factor fT lo tiene en cuenta:
| Límite con | fT | Explicación |
|---|---|---|
| Aire exterior | 1,0 | Diferencia de temperatura completa |
| Sótano sin calefacción | 0,5 | El sótano está más caliente que el exterior |
| Terreno | 0,3-0,6 | Temperatura del suelo relativamente constante |
| Garaje sin calefacción | 0,8 | El garaje está algo más caliente que el exterior |
| Vecino con calefacción | 0,0 | Sin diferencia de temperatura |
Ejemplo: Un forjado de sótano con U = 0,5 W/m²K y fT = 0,5 tiene las mismas pérdidas de calor efectivas que una pared exterior con U = 0,25 W/m²K.
Elementos constructivos y sus valores U
Los elementos constructivos más importantes y valores U típicos en comparación:
Muros exteriores
| Época de construcción | Tipo de muro | Valor U | Valoración |
|---|---|---|---|
| antes de 1970 | Ladrillo macizo 36cm | 1,4-1,6 W/m²K | Malo |
| 1970-1990 | Bloque hueco 30cm | 0,8-1,2 W/m²K | Regular |
| 1990-2010 | Hormigón celular 30cm | 0,4-0,6 W/m²K | Medio |
| después de 2010 | SATE 16cm | 0,2-0,3 W/m²K | Bueno |
| Casa pasiva | SATE 30cm+ | < 0,15 W/m²K | Muy bueno |
Ventanas
| Generación | Acristalamiento | Valor U (Uw) | Valoración |
|---|---|---|---|
| antes de 1980 | Vidrio simple | 5,0-5,8 W/m²K | Muy malo |
| 1980-1995 | Doble sin LowE | 2,7-3,0 W/m²K | Malo |
| 1995-2010 | Doble con LowE | 1,3-1,6 W/m²K | Medio |
| después de 2010 | Triple con LowE | 0,7-1,0 W/m²K | Bueno |
| Casa pasiva | Triple especial | < 0,8 W/m²K | Muy bueno |
Cubierta
| Aislamiento | Valor U | Valoración |
|---|---|---|
| Sin aislar | 2,0-3,0 W/m²K | Muy malo |
| 8cm de aislamiento | 0,4-0,5 W/m²K | Regular |
| 16cm de aislamiento | 0,2-0,25 W/m²K | Bueno |
| 24cm+ de aislamiento | < 0,15 W/m²K | Muy bueno |
Ejemplo de cálculo
Un local con los siguientes elementos constructivos a θi = 20°C y θe = -12°C:
| Elemento | Superficie | Valor U | fT | Contribución HT |
|---|---|---|---|---|
| Muro exterior | 15 m² | 0,28 W/m²K | 1,0 | 4,2 W/K |
| Ventana | 4 m² | 1,3 W/m²K | 1,0 | 5,2 W/K |
| Cubierta | 12 m² | 0,20 W/m²K | 1,0 | 2,4 W/K |
| Forjado sótano | 20 m² | 0,35 W/m²K | 0,5 | 3,5 W/K |
| Suma | 15,3 W/K |
Cálculo: ΦT = 15,3 W/K × (20°C - (-12°C)) = 15,3 × 32 = 489,6 W
El local pierde a -12°C de temperatura exterior casi 490 vatios por transmisión.
¿Dónde se pierde más calor?
Distribución típica de las pérdidas de calor por transmisión:
| Elemento | Porcentaje | ¿Por qué? |
|---|---|---|
| Ventanas | 25-35% | Valores U elevados a pesar de la pequeña superficie |
| Muros exteriores | 25-30% | Gran superficie |
| Cubierta | 15-25% | El aire caliente sube |
| Sótano/suelo | 10-15% | Parcialmente amortiguado por el terreno |
| Puentes térmicos | 5-15% | A menudo subestimados |
Atención: Las ventanas tienen la menor superficie, pero a menudo el mayor valor U. Una ventana de 2 m² con U = 1,3 W/m²K pierde tanto calor como 10 m² de muro bien aislado con U = 0,26 W/m²K.
Medidas para reducir las pérdidas
1. Aislamiento de muros exteriores
| Medida | Inversión | Mejora del valor U |
|---|---|---|
| SATE 12cm | 80-120 €/m² | de 1,4 a 0,28 W/m²K |
| Aislamiento de cámara | 20-40 €/m² | de 1,0 a 0,4 W/m²K |
| Aislamiento interior | 50-80 €/m² | de 1,4 a 0,5 W/m²K |
2. Sustitución de ventanas
| Medida | Inversión | Mejora del valor U |
|---|---|---|
| Doble → Triple | 300-500 €/m² | de 1,4 a 0,9 W/m²K |
| Completamente nuevas (triple) | 400-600 €/m² | según estado inicial |
3. Aislamiento de cubierta
| Medida | Inversión | Mejora del valor U |
|---|---|---|
| Entre vigas 16cm | 40-60 €/m² | de 0,5 a 0,22 W/m²K |
| Sobre vigas 20cm | 100-150 €/m² | de 0,5 a 0,16 W/m²K |
| Forjado último piso | 20-40 €/m² | de 0,8 a 0,18 W/m²K |
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Fuentes
- DIN EN 12831-1:2017-09 – Método para el cálculo de la carga térmica de diseño
- DIN 4108-2 – Protección térmica en la edificación
- DIN EN ISO 6946 – Elementos constructivos – Resistencia térmica y valor U