Cómo Calcular la Pérdida de Energía en una Vivienda por Falta de Hermeticidad

Si quieres ahorrar en consumo energético, no servirá de nada poner SATE o instalar un equipo de aerotermia si el calor se va por falta de hermeticidad.

Imagínate que tengo la casa muy bien aislada, pongo la aerotermia a tope y dejo las ventanas abiertas …

• ¿Sirve de algo el SATE o la aerotermia?

Pues esto es lo que le pasa a mucha gente, que se gasta pastizales en aislantes térmicos o sistemas de calefacción y el ahorro es mínimo.

Podemos tener flujos de aire incontrolados o poca hermeticidad por:

• Ventanas mal ajustadas.
• Entrada de aire en cajas de persianas.
• Entrada de aire en el agujero de la cinta de la persiana.
• Respiraderos obligatorios en cocinas de gas.
• Tubos corrugados de electricidad que salen al exterior.
• Etc.

Uno puede contratar a una empresa la cual viene en casa y calcula el coeficiente de hermeticidad.

Para no gastarnos dinero en esto, calcularemos la energía que debería gastar nuestra casa y si gasta más, quiere decir que dicha diferencia se pierde por falta de hermeticidad o puentes térmicos.

Lo que obtendremos después del calculo es una estimación de la energía que perdemos y el coste de dicha energia.

Empezamos con el calculo:

Si el usuario no proporciona directamente los m² de paredes exteriores, será necesario calcularlos. Lo primero que debemos entender es que una casa cuadrada y una rectangular con la misma superficie construida pueden tener diferente cantidad de metros cuadrados de paredes exteriores. Esto se debe a la relación entre perímetro y área.

El impacto del perímetro en la superficie de paredes exteriores

El perímetro de la vivienda es clave en la cantidad de superficie de pared exterior:

• Cuanto más compacto es el diseño (cercano a un cuadrado), menor es el perímetro total.
• Cuanto más alargado es el diseño (más rectangular), mayor es el perímetro total.

Dado que la superficie de las paredes exteriores se calcula como:

Superficie de paredes =Perímetro × Altura

Un mayor perímetro implica más superficie de pared exterior, lo que puede traducirse en mayores pérdidas térmicas si la vivienda no está correctamente aislada.

Altura estándar:
Para la altura de las paredes, se tomará un valor fijo de 2,70 metros, que es una medida estándar en España.

Ejemplos prácticos:

Casa de 100 m2 cuadrada (10m x 10m)

• Perímetro:

10+10+10+10 = 40 metros

• Superficie de paredes exteriores (con 2.70 m de altura):

40×2.70=108 m²

Casa de 100 m2 rectangular (13m x 7.7m)

• Perímetro:

13+7.7+13+7.7=41.4 metros

• Superficie de paredes exteriores (con 2.5m de altura):

41.4×2.70=111.78 m²

Sistema de Cálculo

Para calcular los m² de paredes exteriores a partir de los m² construidos indicados por el usuario, se aplicará el siguiente procedimiento, partiendo de la suposición de una casa cuadrada:

1. Obtener el lado de la vivienda:
   Como una casa cuadrada tiene la superficie igual a Lado2Lado^2Lado2:

   Lado = √Superficie Construida​

2. Calcular el perímetro sumando los cuatro lados:

   Perímetro = 4 × Lado

3. Obtener los m² de paredes exteriores multiplicando el perímetro por la altura estándar de 2,70 metros:

   $$\times 2.70$$

Ajuste por merma:
En España, la mayoría de las casas son rectangulares y tienen algunos elementos adicionales en la envolvente, como terrazas o porches, que aumentan la superficie de fachada. Para reflejar esto, se multiplicará el resultado por un coeficiente de ajuste de 1.135.

Superficie ajustada = Superficie de paredes×1.135

Conclusión

Este sistema permite estimar de manera sencilla los m² de paredes exteriores a partir de los m² construidos. Gracias al ajuste con el coeficiente 1.135, obtenemos una aproximación más realista, teniendo en cuenta que la mayoría de viviendas en España no son perfectamente cuadradas.

Para determinar la pérdida de energía en una vivienda, uno de los factores clave es la diferencia de temperatura (ΔT) entre el interior y el exterior. Esta diferencia se calcula con la siguiente fórmula:

ΔT = Temperatura interior – Temperatura exterior.

Criterios para el Cálculo de ΔT

1. Temperatura Interior:

   • Si el usuario no proporciona la temperatura interior de la vivienda, se tomará un valor estándar de 22°C para el cálculo.

2. Temperatura Exterior:

   • Se consultarán datos meteorológicos oficiales o registros de estaciones meteorológicas en internet, utilizando la zona o población indicada por el usuario.

   • Se considerará la temperatura media de los meses donde normalmente se usa calefacción, ya que estos presentan la mayor diferencia térmica:

     • Noviembre
     • Diciembre
     • Enero
     • Febrero
     • Marzo
     • Abril

   ---

   Cálculo Final

   Una vez obtenida la temperatura media exterior en los meses fríos, se aplicará la fórmula anterior para determinar la diferencia de temperatura entre el interior y el exterior.

   Ejemplo Práctico

   Si el usuario se encuentra en Madrid, y la media de temperatura exterior en invierno es de 6°C, entonces:

ΔT = 22 − 6 = 16°C

El usuario nos informará de los materiales empleados en las paredes exteriores de su casa, en base a ello calcularemos la conductividad térmica combinada de la pared exterior.

Conductividad térmica combinada

Cuando combinas dos materiales, como el ladrillo de gero y el SATE de EPS, no sumas directamente sus conductividades térmicas, sino que las resistencias térmicas de cada uno se suman. La resistencia térmica (R) de un material es inversamente proporcional a su conductividad térmica (λ) y depende también del grosor del material.

Luego, para obtener la resistencia térmica total, sumamos las resistencias de ambos materiales:

Finalmente, la conductividad térmica combinada es:

La Conductividad Térmica y su Resistencia Térmica la obtendremos de la siguiente tabla, en caso de que el material proporcionado por el usuario no esté en la tabla, buscaremos sus propiedades en sitios fiables de internet.

La conductividad térmica se mide en W/m·K y representa la capacidad del material para conducir el calor. Cuanto más bajo sea este valor, mejor es el aislamiento térmico que ofrece.

• La conductividad térmica (λ) está relacionado directamente con las propiedades aislantes del material.

La resistencia térmica se mide en m²·K/W y representa la capacidad de un material para resistir el flujo de calor. Cuanto mayor sea el valor de resistencia térmica, mejor será el aislamiento que proporciona el material, ya que reducirá la transferencia de calor entre el interior y el exterior de un edificio.

La resistencia térmica (R) está relacionado con el grosor del material.

• m²: Superficie por la que el calor está pasando (por ejemplo, 1 metro cuadrado de pared).
• K: La diferencia de temperatura en grados Kelvin, que es la misma que en grados Celsius (por ejemplo, si afuera hay 5°C y adentro hay 20°C, la diferencia es 15°C).
• W: Los vatios de calor que pasan a través del material.

Una vez tenemos toda la información podemos aplicar la siguiente formula:

• Q: Cantidad de calor (en W) que se transfiere a través del material.
• ΔT: Diferencia de temperatura entre el interior y el exterior (en grados Celsius o Kelvin).
• R: Resistencia térmica del material (m²·K/W).

Es decir …

Aplicando los cálculos anteriores sabemos los W/m² que pierde la pared exterior considerando la diferencia de temperatura entre el interior y exterior.

Al haber calculado los m2 de fachada exterior, podemos calcular el total de KW/h que tendremos que usar para mantener la casa dicha temperatura.

Sabiendo los KW hora, podremos decir al usuario los KW mensuales y en base a esto y a lo que se paga la energía en España según el rendimiento de su su sistema de calefacción, podremos calcular lo que debería pagar de calefacción anualmente.

Si paga más, quiere decir que la diferencia la pierde por falta de hermeticidad y puentes térmicos.