2.1 Cerramiento simple

    Para un cerramiento de caras planoparalelas, formado por un material homogéneo de conductividad térmica y espesor L, con coeficientes superficiales de transmisión de calor h_i y h_e, el coeficiente de transmisión de calor K, también llamado <<aire-aire>>, viene dado por la expresión:

    En la Tabla 2.1 se dan los valores de 1/h_i, 1/h_e y 1/h_i + 1/h_e que deben estimarse para los cálculos, en función de la posición, del cerramiento y del sentido del flujo de calor, y de la situación del cerramiento.

    Tabla 2.1

    2.2 Cerramiento compuesto

    En los cerramientos formados por una serie de láminas planoparalelas de distintos materiales, el coeficiente K del conjunto se obtiene de la fórmula siguiente:

donde es la suma de las resistencias térmicas de las diferentes láminas que conforman el cerramiento. Si el cerramiento tiene heterogeneidades regularmente repartidas, pero importantes (huecos de los ladrillos y bloques),.en el cálculo de K puede introducirse el concepto de resistencia térmica útil R_u por unidad de superficie, quedando la expresión:

    2.3 Cerramiento con cámara de aire

    Las cámaras de aire pueden ser consideradas por su resistencia térmica ya que la transmisión de calor por radiación y convección a su través es proporcional a la diferencia de temperatura de las paredes que los delimitan.

    La resistencia térmica de los espacios de aire depende de la absorción de las superficies, del espesor de la cámara, del sentido del flujo del calor, de la inclinación y de la temperatura de los espacios, así como del movimiento del aire dentro de ellas.

    2.3.1 Cámaras de aire no ventiladas

    La Tabla 2.2 da los valores que deben estimarse para los cálculos de la resistencia térmica al paso del calor de las cámaras de aire continuas, considerando al aire en reposo. Los valores están dados en función de la situación de la cámara de aire, de la dirección del flujo de calor y de su espesor, para cámaras formadas por materiales constructivos corrientes.

    Tabla 2.2

    2.3.2 Cámaras de aire ventiladas

    El grado de ventilación de las cámaras de aire se caracteriza por la relación entre la sección total de los orificios de ventilación S. expresada en cm², y la longitud del cerramiento L, expresada en m, para cerramientos verticales, o la superficie del cerramiento A, expresada en m², en el caso de cerramientos horizontales.

    Se consideran tres casos:

    Caso l: Cerramientos con cámara de aire débilmente ventilada

    Se consideran las cámaras sin ventilación o con ventilación débil cuando se cumplen las siguientes relaciones:

    S/L < 20 cm²/m para cerramientos verticales

    S/A < 3 cm²/m² para cerramientos horizontales

    El cálculo del coeficiente K del cerramiento se realiza mediante la expresión:

donde:

    R_i es la resistencia térmica de la hoja interior del cerramiento.

    R_c es la resistencia térmica de la cámara de aire calculada según apartado anterior.

    R_e es la resistencia térmica de la hoja exterior del cerramiento.

    Caso ll: Cerramientos con cámara de aire medianamente ventilada

    Se consideran las cámaras medianamente ventiladas cuando se cumplen las siguientes relaciones:

    20 S/L < 500 cm²/m para cerramientos verticales

    3 S/A < 30 cm²/m² para cerramientos horizontales

    El coeficiente K de este cerramiento viene dado por:

    K = K₁ + a(K₂ - K₁) en kcal/h m² °C (W/m² °C)

    Siendo:

    K₁ Coeficiente K calculado por la fórmula del Caso I.

    K₂ Coeficiente K calculado por la primera fórmula del Caso lIl.

    Coeficiente de ventilación de la cámara y que toma el valor de la tabla siguiente para cerramientos verticales y de 0,4 para los horizontales.

    Tabla 2.3

    Caso III: Cerramientos con cámara de aire muy ventilada

    Se consideran las cámaras muy ventiladas cuando se cumplen las siguientes relaciones:

Para realizar el cálculo de la K de este cerramiento se considera inexistente la hoja exterior, si bien entonces el aire exterior se considera en calma. El coeficiente K se calcula de la expresión:

donde:

         - Para cerramientos verticales:

         - Para cerramientos horizontales con flujo ascendente (techos):

         - Para cerramientos horizontales con flujo descendente (suelos):

    Si la hoja exterior del cerramiento consiste en una pantalla o protección situada a cierta distancia, el espacio de aire está totalmente abierto con lo que el ambiente exterior no puede considerarse en calma. Entonces, el coeficiente K se calcula por la fórmula:

donde: (1/h_i+1/h_e) toma los valores dados en la Tabla 2.1 para cerramientos de separación con el ambiente exterior.

    2.4 Cerramientos de espesor variable

    2.4.1 Cerramientos con hojas de espesor variable

    Para la obtención del coeficiente K se considerará el espesor medio de las hojas de espesor variable, aplicándose las fórmulas dadas en los epígrafes 2.1 Cerramiento Simple y 2.2 Cerramiento Compuesto.

    2.4.2 Cerramientos con cámara de aire de espesor variable

    Este apartado se refiere principalmente a espacios como desvanes que conforman una cámara de aire de espesor variable.

    La ventilación de la cámara de aire se caracteriza por la relación entre la sección total de los orificios de ventilación S. expresada en cm², y la superficie A_i del forjado que lo separa del local habitable, expresada en m².

    El coeficiente de transmisión térmica K que se define a continuación es igual al flujo de calor que atraviesa 1 m² de forjado para una diferencia de temperatura entre el Iocal y el exterior de 1 °C

    Al igual que en el apartado anterior se consideran tres casos:

    Caso l: Cerramientos con cámara de aire débilmente ventilada

    Se considera que la cámara no está o está débilmente ventilada cuando: S/A_i < 3 cm²/m²

    El cálculo se realiza igual que si la cámara no estuviera ventilada. Es decir:

donde:

K_f es el coeficiente de transmisión de calor del forjado en cuyo cálculo se ha tomado:

es la suma de los productos de K_e . A_e. de los cerramientos exteriores que delimitan el espacio de aire, donde K_e es su coeficiente de transmisión de calor y A_e su superficie.

    Caso ll: Cerramientos con cámara de aire medianamente ventilada

    Se considera que la cámara está medianamente ventilada cuando:

    3 S/A_i 30 cm²/m²

    En este caso:

donde: K_f, K_e, A_e y A_i tienen el mismo significado que en el Caso I anterior. a es un coeficiente igual a 4,3 kcal/m² h °C (5W/m² °C)

        Caso III: Cerramientos con cámara de aire muy ventilada

    Se considera que la cámara está muy ventilada cuando:

    S/A_i 30 cm²/m²

    El coeficiente K se calcula en este caso con la fórmula dada en Caso III del epígrafe 2.3.2.

    2.5 Cerramientos en contacto con el terreno

    2.5.1 Cálculo simplificado

    El coeficiente de transmisión térmica K de un elemento en contacto con el terreno se calculará con la fórmula:

por considerarse nula la resistencia superficial exterior 1/h_e.

    El valor de 1/h_i se tomará de la Tabla 2.1 en función de la posición del elemento separador del terreno y el sentido del flujo de calor, siendo la conductividad térmica de los elementos que forman el cerramiento en contacto con el terreno y L sus espesores. En el caso de muros semienterrados, el coeficiente K de la parte no enterrada se calculará como se indicó anteriormente.

    Cuando el cerramiento horizontal esté separado del terreno por una cámara de aire, se calculará de acuerdo con el apartado 2.5.4.

    2.5.2 Cálculo por el método del coeficiente de transmisión térmica lineal k para soleras y muros en contacto con el terreno

    Con este método no se emplea la noción del coeficiente de transmisión térmica K a través de una superficie, sino que se utiliza el concepto de coeficiente de transmisión térmica lineal k, que es igual al flujo de calor que sale del local por metro de perímetro exterior del terreno o del muro considerado, por 1°C de diferencia de temperatura entre el local y el ambiente exterior. Este coeficiente se expresa en kcal/m h °C (W/m °C).

    Una vez obtenido el k de un cerramiento puede obtenerse el K con la siguiente fórmula:

    Siendo L la longitud de perímetro del cerramiento y S la superficie de la solera o muro.

    Se consideran cuatro casos:

    Caso l: Soleras en contacto con el terreno

    Se consideran en este apartado las soleras a nivel con el terreno o como máximo 0,50 m por debajo de éste.

    Para soleras sin aislamiento térmico se tomará el valor del coeficiente k = 1,5 kcal/h m °C (1,75 W/m °C). Este valor puede mejorarse colocando un aislamiento térmico de cualquiera de las maneras que se indican en las figuras siguientes. En este caso el coeficiente k viene dado por la Tabla 2.4, en función de la resistencia térmica r_i del aislante y por su anchura a.

    Tabla 2.4

    Caso II: Muros semienterrados

    El coeficiente k se determina por la Tabla 2.5, en función del coeficiente de transmisión térmica del muro enterrado K_m y de la profundidad de la parte enterrada z.

Para el cálculo del coeficiente K_m se considera la suma de las resistencias térmicas superficiales igual a 0,21 m² h °C/kcal (0,18 m² °C/W).

    Tabla 2.5

    Caso III: Muros totalmente enterrados

    El coeficiente k se obtiene de la expresión: k = k_s - k_p

    Donde k_s y k_p son los coeficientes k dados en la tabla del apartado anterior, donde:

    k_s es el que se obtiene al hacer z = z_s

    k_p es el que se obtiene al hacer z = z_p

    z_s y z_p son las alturas definidas en la figura.

    Para entrar en la tabla, el coeficiente k es siempre el coeficiente de transmisión térmica del muro enterrado comprendido entre las cotas z_s y z_p.

    Caso IV: Soleras de sótanos enterradas

    Se consideran enterradas las soleras cuando la diferencia de cotas entre el terreno y ellas es superior a 0,50 m. El coeficiente k se obtiene del ábaco siguiente, en función de la profundidad z a que esté situada la solera.

    Tabla 2.6

    El coeficiente de transmisión térmica K viene dado por la fórmula siguiente:

    Donde:

    R_f - es la resistencia interna del forjado expresada en m² h °C/kcal (m² °C/W).

    e - es el espesor del terreno por encima del forjado, expresado en m.

    2.5.4 Cálculo de K para forjados sobre cámara de aire

    Este método de cálculo es aplicable para cámaras de aire de una altura inferior o igual a 1 m. En caso contrario, la cámara se considerará como un local y su coeficiente K se calculará según los apartados 2.1 ó 2.2, donde 1/h_e tomará los valores dados en la Tabla 2.1 para cerramientos exteriores.

    El coeficiente de transmisión térmica definido por la fórmula siguiente es igual al flujo de calor que atraviesa 1 m² de forjado, por 1°C de diferencia de temperatura entre este local y el ambiente exterior.

Donde:

    K_f es el coeficiente de transmisión térmica del forjado que separa el local de la cámara de aire, en kcal/m² h °C (W/m2°C), y calculado tomando la suma de las resistencias superficiales (1/h_i+1/h_e) igual a 0,34 m² h °C/kcal (0,29 m² °C/W).

    I_ex es el perímetro exterior de la cámara de aire en m.

    A es la superficie de la cámara de aire en m².

    a es un coeficiente cuyo valor se da en la tabla siguiente, en función de la relación entre la sección total de las aberturas de ventilación S. en cm² y la superficie de la cámara de aire A, en m².

    Tabla 2.7.

 2.6 Coeficiente útil de transmisión de calor