Los edificios se diseñan para acoger personas bien para que puedan vivir en ellos con sus familias como es el caso de los edificios residenciales o bien para realizar actividades de todo tipo (económicas, lúdicas…). Todos los edificios tienen en común la necesidad de proporcionar confort a sus habitantes o usuarios. Una de la cosas más importantes a la hora de proporcionar confort es conseguir una temperatura adecuada que permita a las personas realizar sus actividades de forma saludable.

En función de la época del año el edificio pierde energía o la gana debido a las condiciones climatológicas exteriores, de tal manera que este se enfría o se calienta sin que podamos controlar este fenómeno natural. Por está razón los edificios están dotados de una envolvente que los protege de los agentes atmosféricos y de unas instalaciones térmicas para conseguir el confort de sus usuarios proporcionándoles una temperatura adecuada y aire limpio.

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Como es lógico la envolvente y las instalaciones no son perfectas térmicamente hablando, siempre producen unas pérdidas de calor en invierno y unas ganancias en verano. Vamos a comentar a que se deben esas pérdidas y cual es la forma de minimizarlas al máximo de manera que podamos conseguir un gran confort con el mínimo gasto energético.

La carga térmica de un edificio usada para calcular y dimensionar los generadores de calor y las instalaciones térmicas viene dada por la siguiente expresión:

Qe = Qt+Qi-∑Qint

Qe = Carga térmica del edificio

Qt = Carga térmica por transmisión de los cerramientos

Qi = Carga térmica por entrada de aire exterior

∑Qint = Ganancias internas de calor

Expresión válida para cálculos de carga térmica en invierno. Para que sea válida esta expresión para el cálculo de refrigeración del edificio en verano las ganancias internas de calor se sumarán.

Expresión válida para cálculos de carga térmica en invierno. Para que sea válida esta expresión para el cálculo de refrigeración del edificio en verano las ganancias internas de calor se sumarán.

Las carga térmica por transmisión se produce a través de los cerramientos exteriores, muros, paredes, ventanas… y son directamente proporcionales a la diferencia de temperaturas interior y exterior, a la superficie del cerramiento y al coeficiente de transmisión térmica del cerramiento.

Qt = Kc×A×?t

Qt = Carga térmica por transmisión de los cerramientos

Kc = Coeficiente de transmisión térmica del cerramiento

A = Superficie del cerramiento

?t = Diferencia de temperaturas entre el interior y exterior del cerramiento

El coeficiente de transmisión térmico del cerramiento es la cantidad de calor que se transmite a través de él por unidad de superficie y grado de temperatura y será mayor cuanto peor sea el aislamiento térmico del mismo.

También producen pérdidas de calor las entradas de aire por infiltraciones en los huecos de los cerramientos. Las ventanas y las puertas no son plenamente estancas y permiten la entrada de aire del exterior a una temperatura no adecuada que habrá que calentar o enfriar. El aire exterior también es aportado para la ventilación del edificio por necesidades sanitarias por ejemplo en edificios con aglomeración de personas o cuartos de baño.

Por otra parte los edificio tienen aportaciones internas de calor debidas fundamentalmente a la iluminación, al calor de los ocupantes, salas de ordenadores, máquinas térmicas… Como ejemplo de lo que estas aportaciones pueden significar he visto un edificio bancario que cubría el 50% de sus necesidades recuperando el calor entregado por la sala de ordenadores central. El calor interno generado por un edificio puede ser muy ventajoso en invierno y un gran inconveniente en verano pues nos obligará a gastar energía para mantener una temperatura adecuada.

Los sistemas constructivos han ido evolucionando de tal manera que cada vez los edificios son más eficientes térmicamente hablando. En España antes de la crisis del petróleo de 1973 apenas se aislaban los cerramientos tan solo se colocaban cámaras de aire en el mejor de los casos. Con el aumento del precio del petróleo se comenzó a mejorar el aislamiento en las viviendas, siendo lo más habitual introducir una capa de aislamiento de dos a tres centímetros dentro de cámaras de aire de cinco centímetros.

Con la publicación del código técnico de la edificación en el año 2.006 se introdujeron más exigencias a la hora de realizar un edificio térmicamente eficiente. Los edificios se calculan térmicamente con los programas LIDER y CALENER que proporciona el Ministerio de Fomento o por otro sistema alternativo que produzca los mismos resultados. Con este procedimiento se alcanzan unos estándares superiores y se cumplen las exigencias del documento básico DB HE1 de limitación de la demanda energética.

Si bien el Código Técnico de la Edificación marca las condiciones mínimas de las edificaciones en España, una corriente nueva fruto de la concienciación en defensa del medio ambiente propone estándares muy superiores en materia de ahorro energético y de utilización de energías limpias. Estándares como Passivhous, edificios de consumo casi nulo y otros buscan conseguir los edificios más respetuosos con el medio ambiente y además el mayor confort de sus habitantes.

Empezamos entonces a ver aislamientos exteriores superiores a los 15 centímetros de espesor, ventanas y puertas de un nivel de estanqueidad muy elevado, ventanas de un bajo Kg y protección solar e instalaciones térmicas que utilizan energías renovables. Estos edificios tienen muy pocas pérdidas de energía por la envolvente térmica y no tienen infiltraciones de aire indeseadas. Para renovar el aire del edificio utilizan un sistema mecánico con un recuperador del calor de alta eficiencia y un sistema de filtración.

Para reducir las pérdidas de energía en un edificio se deben de seguir las siguientes pautas:

  • 1º Aislar bien los cerramientos a poder ser por el exterior de manera que se eviten puentes térmicos. Los sistemas de aislamiento térmico por el exterior SATE tienen capacidad para soportar un buen acabado. Con el espesor adecuado tendremos un ahorro energético superior al 30% con respecto a un edificio convencional.
  • 2º Darle importancia a las ventanas y puertas exteriores, deberán ser estancas para que no permitan filtraciones de aire no deseadas, con marcos, bastidores y cajas de persiana sin puentes térmicos. El acristalamiento se realizará con vidrios de aislamiento térmico elevado y protección solar.
  • 3º Realizar la ventilación del edificio con un sistema mecánico equipado con motores de ventiladores de alto rendimiento, recuperador de calor y filtración. El recuperador de calor se encargará de que las pérdidas por ventilación sean mínimas.
  • 4º Las instalaciones térmicas han de ser eficientes y para ello los elementos de producción de calor no han de estar sobredimensionados para conseguir un rendimiento estacional muy alto.

Con estas premisas no solo ahorraremos energía sino que además aumentaremos el confort de las personas que utilicen el edificio.

Enrique Pérez
Julio 2016