4.1.13

PÉRDIDAS DE CALOR EN LOS PUENTES TÉRMICOS (II)

2.3. Modelización de los puentes térmicos
A causa de las irregularidades discutidas arriba, el flujo de calor no será simplemente unidimensional, tendrá dos o tres características dimensionales, dando lugar a unas pérdidas de calor extra pero que podrán ser evaluadas a partir de cálculos de U unidimensionales.
Entre los medios interno y externo con temperaturas θi y θe respectivamente, el valor del flujo de calor por transmisión a través de la envolvente del edificio, φ, puede calcularse mediante la ecuación:
φ = Ht ⋅ (ϑi − ϑe)
La transmisión del coeficiente de pérdida de calor HT se calcula mediante la ecuación:
Ht = L + Ls + Hu
donde
L es el coeficiente de acoplamiento térmico a través de la envolvente del edificio; Ls es el coeficiente de acoplamiento térmico del suelo de acuerdo con la norma UNE EN ISO 13 370:1999;
Hu es el coeficiente de pérdida de calor a través de espacios no calefactados de acuerdo con la norma UNE-EN ISO 13 789:2001.
Cuando se calcula el coeficiente de acoplamiento térmico L, se ignora a menudo el efecto de los puentes térmicos. Sin embargo, los edificios pueden poseer puentes térmicos significativos, cuyo efecto es aumentar la pérdida total del calor del edificio. En este caso, para obtener el correcto coeficiente de acoplamiento térmico, es necesario añadir los términos de corrección que comprende las transmitancias térmicas puntual y lineal tal como sigue:
L = ΣUi Ai + Σψk lk +Σχj
donde
L es el coeficiente de acoplamiento térmico;
Ui es la transmitancia térmica de la parte i de la envolvente del edificio;
Ai es el área sobre la cual se aplica el valor de Ui
Ψk es la transmitancia térmica lineal del puente térmico lineal k;
χ es la transmitancia térmica puntual de puente térmico puntual j.
La modelización geométrica del puente térmico lineal se realiza mediante los planos de corte que dividen el elemento constructivo en un elemento central y uno elementos de flanco.

Figura 5. Modelo bidimensional con cuatro elementos de flanco y de un elemento central

Los elementos de flanco bidimensionales se componen de capas de material planas y paralelas al flujo de calor.
La longitud del elemento de flanco se define como la distancia entre el elemento central y el plano de corte, que aunque corta es de gran importancia en el resultado.
Los planos de corte deberán posicionarse como sigue:
􀂃 a 1 m al menos del elemento central si no hay un plano de simetría cerca;
􀂃 en general, en un plano de simetría si éste se encuentra a menos de 1 m del elemento central.
Generalmente la influencia de los puentes térmicos puntuales (en cuanto resultan de la intersección de los puentes térmicos lineales) pueden despreciarse y así el término de corrección que comprende los puentes térmicos puntuales pueden omitirse de la ecuación anterior. Si, no obstante, hay puentes térmicos puntuales significantes, entonces las transmitancias térmicas puntuales deberían calcularse de acuerdo con la norma UNE-EN ISO 10211-1:2001.
Como se ha explicado anteriormente, los valores de Ψ y χ dependen por un lado, de la configuración y de las conductividades térmicas de las capas de materiales, y, por el otro, de la manera en que el cálculo de transferencia de calor unidimensional se ha realizado.
El efecto del puente térmico (pérdida extra de calor) puede visualizarse por la concentración de líneas de flujo de calor, como se muestra en la segunda columna de los dibujos.
Entre flujo y flujo pasa la misma cantidad de calor. Los flujos son perpendiculares a las isotermas (lugares geométricos que unen puntos a la misma temperatura) que definen el campo de temperaturas, también lineal (columna primera).
Las siguientes figuras muestran cuatro soluciones diferentes para un dintel de ventana.
En el primer y segundo caso, la concentración de líneas de flujo es claramente visible debido al efecto del puente térmico del mal aislamiento. En el tercero se produce un pequeño puente entre el cerramiento y el marco de la ventana. El cuarto caso parece ser la mejor solución.

Figura 6. Diferentes soluciones de puente térmico de dintel de ventana (Ejemplos obtenidos del programa informático belga de evaluación de puentes térmicos: IAKOB, version 21/05/02 “Inventarisatie, Analyse& Optimalisatie van KOudeBruggen).