Eficiencia pérdidas energéticas - AISLAMIENTO TÉRMICO Y CONFORT EN VERANO

AISLAMIENTO TÉRMICO Y CONFORT EN VERANO

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Antecedentes:

Con frecuencia cuando se habla de eficiencia energética en la edificación no se toman en consideración los aspectos relacionados con el confort especialmente cuando se trata del periodo de verano y cuando el edificio carece de sistemas de climatización.

En ocasiones hemos visto sostener que un “exceso” de aislamiento del edificio puede ser contraproducente para el confort en régimen de verano.

Otras veces hemos visto argumentar que el uso de aislantes con alta capacidad calorífica (de alta densidad y calor especifico) resulta ser beneficiosa para el confort de verano ya que proporcionan un tiempo de desfase elevado.

Objeto:

El objeto de este artículo es determinar mediante un ejemplo que el aislamiento juega un cierto papel en el confort de verano, que en ningún caso es perjudicial y que el uso de aislantes de alta capacidad de acumulación de calor no proporciona ventajas relevantes para el objetivo de mantener el confort en régimen de verano en edificios de tipo residencial sin climatización.

Metodología:

Se propone como metodología efectuar un cálculo de la temperatura del aire alcanzada en un recinto de un edificio en “flotación libre” (sin climatización) y analizando para los días “más cálidos” las diferencias entre las diferentes soluciones analizadas.

Para ello se ha usado una herramienta de Simulación Térmica Dinámica (Sketchup / OpenStudio / Energy Plus) que permite estimar la evolución temporal de las temperaturas.

En todos los casos se han considerado que las diferentes hipótesis de cálculo (climatología, ocupación, ganancias internas, infiltración de aire,….) permanecen invariables de forma que las únicas variables son la cantidad de aislamiento (expresada mediante la resistencia térmica) y su naturaleza (expresada mediante densidad y calor especifico).

Modelo Geométrico:

El calculo se ha realizado sobre una vivienda unifamiliar aislada cuya composición y dimensiones quedan reflejados en las figuras siguientes:

Eficiencia aislamiento fachada sur AISLAMIENTO TÉRMICO Y CONFORT EN VERANO Materiales, Noticias de Actualidad

Figura 1: Fachada Sur

 Eficiencia aislamiento fachada norte AISLAMIENTO TÉRMICO Y CONFORT EN VERANO Materiales, Noticias de Actualidad

Figura 2: Fachada Norte

Clima:

Para la climatología se ha considerado un emplazamiento en el arco Mediterráneo en el sur de Francia (Montpelier).

En los gráficos adjuntos se resumen los datos de temperaturas horarias y de la radiación solar incidente sobre la superficie de la cubierta orientada al Sur.

Eficiencia gráfico clima Montpelier AISLAMIENTO TÉRMICO Y CONFORT EN VERANO Materiales, Noticias de Actualidad

El grafico sirve también para identificar que el día “extremo” (con la temperatura más elevada) es el 16/08 a las 13 horas.

Para una mayor claridad se identifica la evolución temporal de las temperaturas y radiaciones solares para los días alrededor del día “extremo”.

Eficiencia aislamiento día extremo AISLAMIENTO TÉRMICO Y CONFORT EN VERANO Materiales, Noticias de Actualidad

Perfiles ocupacionales:

Se han usado perfiles ocupacionales horarios, son los siguientes:

Número de personas:

Eficiencia aislamiento número Ocupantes AISLAMIENTO TÉRMICO Y CONFORT EN VERANO Materiales, Noticias de Actualidad

Ganancias Internas:

Eficiencia aislamiento ganancias internas AISLAMIENTO TÉRMICO Y CONFORT EN VERANO Materiales, Noticias de Actualidad

Para la protección solar se establece que las ocultaciones se activarán siempre que la radiación solar incidente alcance el valor de 100 W/m2.

Eficiencia protección solar AISLAMIENTO TÉRMICO Y CONFORT EN VERANO Materiales, Noticias de Actualidad

Para la infiltración de aire se establece un valor fijo de 0,2 renovaciones hora suplementado por una ventilación de 4l/s y persona en función de la ocupación y para las noches de verano se establece una ventilación de 4 renovaciones hora para facilitar el “enfriamiento nocturno”.

Eficiencia aislamiento infiltracion aire AISLAMIENTO TÉRMICO Y CONFORT EN VERANO Materiales, Noticias de Actualidad

Niveles de aislamiento considerados:

Se han considerado diferentes niveles de aislamiento para mediante la comparación de los resultados determinar la influencia de este parámetro sobre el confort de verano.

Eficiencia espesores aislamiento AISLAMIENTO TÉRMICO Y CONFORT EN VERANO Materiales, Noticias de Actualidad

Se han combinado estos casos con la presencia o no de protección solar y de ventilación nocturna para determinar la importancia de estos parámetros en el confort de verano.

Eficiencia escala espesores AISLAMIENTO TÉRMICO Y CONFORT EN VERANO Materiales, Noticias de Actualidad

Resultados:

Para el periodo “más cálido”

Eficiencia aislamiento comportamiento AISLAMIENTO TÉRMICO Y CONFORT EN VERANO Materiales, Noticias de Actualidad

Se observa como en los casos sin aislamiento las temperaturas alcanzadas se distancian enormemente de las temperaturas alcanzadas con aislamiento.

Las curvas con y sin protección solar se diferencian muy poco lo que pone en evidencia que un 30% de protección solar (la que introduce la herramienta HULC) es “insuficiente”.

Las curvas intermedias ponen en evidencia que la falta de ventilación nocturna no permite aprovechar las ventajas que aporta el aislamiento.

En la tabla siguiente se resumen las temperaturas máximas alcanzadas en cada uno de los casos estudiados (están ordenados desde “el peor” cuando la temperatura máxima alcanzada es mayor al “mejor” cuando el sobrecalentamiento es inferior).

Eficiencia aislamiento resultados AISLAMIENTO TÉRMICO Y CONFORT EN VERANO Materiales, Noticias de Actualidad

Conclusiones:

La ventilación nocturna en verano es el parámetro “clave” para el confort.

La protección solar del 30% (la considerada en las herramientas reglamentarias en España, HULC) se demuestra insuficiente para incrementar el confort.

El aislamiento térmico contribuye positivamente al confort en régimen de verano al minimizar la temperatura máxima alcanzada.

A partir de un cierto nivel de aislamiento, justificado por condiciones invernales, mayores niveles de aislamiento contribuyen poco al confort en régimen de verano.

En contra de lo que se suele argumentar un “sobre-aislamiento” no es contraproducente para el confort en régimen de verano.

Contrariamente a lo que suelen revindicar algunos productores el uso de materiales aislantes de alta capacidad térmica (inercia térmica) no proporciona una diferencia significativa en relación al uso de otros aislantes con resistencias térmicas idénticas.

 

Artículo realizado por:

Josep Sole

Sustainability & Technical Manager

URSA Insulation SA.

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