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Transmitancia térmica

TRANSMITANCIA TÉRMICA

Durante los últimos años, la transmitancia térmica es un dato muy utilizado en el lenguaje de las ventanas pero, ¿sabes realmente qué es y cómo se calcula?. Os mostramos los aspectos básicos para conocerla un poco más.

 

¿Qué es la transmitancia térmica?

Cuando dos cuerpos se encuentran a temperaturas diferentes, se produce un flujo de calor del cuerpo más caliente al más frío hasta que se produce un equilibrio térmico. El cambio de calor se produce de tres formas:

  • Conducción: a través de sólidos. Depende de la conductividad (λ(W/mK)) del material.
  • Convección: a través de fluidos. Depende de la velocidad del aire.
  • Radiación: Por ondas electromagnéticas de diferentes longitudes. Depende de la emisividad (ε) de la superficie. Este parámetro es adimensional y relaciona la habilidad de un objeto real para irradiar energía térmica, con la habilidad de irradiar si éste fuera un cuerpo negro. Cuanto menor sea este factor, mejor aislante por reflexión (valor máximo de 1).

En la figura siguiente se muestra gráficamente cómo pasa el flujo de calor por cada una de las vías en una cavidad formada por un perfil de aluminio y una cavidad formada por aluminio y Rotura de Puente Térmico de Poliamida 6.6 reforzada con 25% de fibra de vidrio (RPT de PA66 GF25)

Cavidad formada por Aluminio

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Cavidad formada por Aluminio y RPT de PA++GF25

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Figura 1: Conducción, Convección, Radiación

La transmitancia térmica es el flujo de calor, en régimen estacionario, para un área y diferencia de temperaturas unitarias, de los medios situados a cada lado del elemento que se considera.

Fuente: CTE 2013

Es decir, es el flujo de calor en W (Vatios) que atraviesa 1 m² (metro cuadrado) para una diferencia de temperatura de 1°C ó 1K (Grados Celsius o Kelvin)).

La transmitancia térmica se expresa mediante el valor U y en las unidades W/m²K.

Existe también la transmitancia térmica lineal, que se expresa mediante el factor Ψ (Psi) y en las unidades W/mK. Esta transmitancia térmica lineal se produce a través del espaciador del vidrio cuando este tiene alguna cámara de aire.

Si el vidrio es simple se considera Ψ=0 W/mK. En cambio, si el vidrio es con cámara debemos considerar este factor perimetralmente a lo largo del perímetro que une el marco y el vidrio. En la figura 2 se puede ver gráficamente a qué zona corresponde este factor.

 

¿De qué depende?

¿De qué depende la transmitancia térmica de una ventana?

La transmitancia térmica de la ventana Uw depende de:

  • La configuración de marco: Uf (transmitancia térmica de marco )
  • La configuración del vidrio que se incorpore: Ug (transmitancia térmica de vidrio)
  • El espaciador del vidrio doble cámara: Ψg (transmitancia térmica lineal debida al espaciador del vidrio)
  • Dimensiones de la ventana: determinarán Ag (área vidrio), Af (área marco), lg (longitud perimetral del vidrio)

 

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Figura 2: Elementos para el cálculo de la transmitancia térmica de la ventana

Nota: Los valores Uw, Uf, Ug y Ψg se dan siempre redondeado a dos cifras significativas (es decir, con un decimal si el valor es superior o igual a 1.0 con dos decimales si el valor es inferior a 1.0 y con tres decimales si el valor es inferior a 0.1.

Esta transmitancia puede obtenerse de dos formas distintas:

  • Por ensayo por caja caliente siguiendo la norma UNE EN ISO 12567-1
  • Por cálculo mediante la norma UNE EN ISO 10077-1 y la utilización de la fórmula siguiente:

 

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Cuanto menor sea el valor Uw, de mayor aislamiento térmico dispondremos.

Ejemplo de cálculo:

Consideramos una ventana de 2 hojas de 1.23 metros de ancho por 1.48 metros de alto. El ancho de marco es de “a=0.095m” y el ancho del nudo central de “b=0.140m”. Valores: Ug = 1.2 W/m2K, Uf = 2 W/m2K (del marco y del nudo central) y Ψg = 0.11 W/mK

 

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Estas consideraciones pueden hacerse porque los vidrios son iguales. En caso de ser distintos es preciso diferenciar Ag1 y Ag2 y lg1 y lg2

 

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Porcentaje de marco:

 

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Existen espaciadores de aluminio con prestaciones térmicas mejoradas. Si se considera el ejemplo anterior con un espaciador Warmedge de Ψ= 0.049W/mK, el valor Uw se vería reducido 2 décimas:

 

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¿Qué influye más la transmitancia térmica del marco o del vidrio?

En el ejemplo anterior se puede comprobar cómo el porcentaje de marco es de 34.3%, por lo que el porcentaje de vidrio es de 65.7%. El % de vidrio tiene mayor peso habitualmente en el valor Uw, ya que el porcentaje en área es mayor.

Se puede reducir el valor Uw cambiando el vidrio por un vidrio de mejores prestaciones (menor valor Ug). No obstante, a veces no llegamos a los valores requeridos sólo reduciendo el valor Ug, sino que es preciso también reducir el valor Uf relativo al marco.

El valor Uf es único e invariable para cada marco, por lo que para reducir el valor Uf es necesario modificar el diseño o introducir elementos más aislantes en la carpintería.

Para evitar descompensaciones, se recomienda unos valores de transmitancia de marco y de vidrio relativamente similares.

Otra opción es modificar el espaciador del vidrio por uno de altas prestaciones térmicas.

Nota: Se ha utilizado la nomenclatura utilizada en la norma UNE EN ISO 10077-2. El antiguo CTE daba una nomenclatura distinta para cada uno de los componentes.

 

UNE EN ISO 10077-1 CTE 2006
Nomenclatura Nomenclatura
Uw Transmitancia térmica de la ventana UH Transmitancia térmica del hueco
Ug Transmitancia térmica del acristalamiento UH,v Transmitancia térmica de la parte acristalada
Uf Transmitancia térmica del marco. UH,m Transmitancia térmica del marco
Ψg Transmitancia térmica lineal combinados del acristalamiento, el espaciador y el marco No se considera
  1. Cuando hablamos de transmitancia térmica de marco hablamos de transmitancia térmica de la sección de la parte opaca completa: bien sea sección de fijo, marco y hoja, nudo central, etc. En todo el documento hablaremos de transmitancia térmica de marco considerando la sección de la parte opaca de la ventana.

 

¿Por qué es importante conocer la transmitancia térmica?

La transmitancia térmica de una ventana determina el aislamiento térmico que ésta proporciona.

El CTE en España hace una regularización del valor de transmitancia térmica de una ventana. Esta transmitancia está tabulada en algunos casos y es necesaria para calcular la demanda energética del edificio, requerida por el CTE.

Es un valor exigido por el marcado CE.

Es un valor exigido también en el resto de Europa, cada país con su propia limitación en este sentido.

Es un valor cada vez más demandado por arquitectos y prescriptores.

 

¿Quién suministra los datos necesarios?

¿Quién suministra los datos necesarios para obtener la transmitancia térmica de una ventana?

El fabricante del vidrio debe proporcionar el valor Ug del vidrio.

El fabricante de la ventana debe proporcionar:

  • El valor Uf según las configuraciones de marco. El valor Uf es invariable para cada configuración de marco y debe ser obtenido mediante cálculo según la norma UNE EN ISO 10077-2 o mediante caja caliente 12412-2. Este valor tiene que ser certificado por un laboratorio notificado.
  • Vidrios que pueden utilizarse: medidas, valores Ug, espesor de vidrio usado, etc.
  • Espaciador del vidrio utilizado.
  • Dimensiones mínimas y máximas de la ventana, así como peso máximo de hojas.
  • Valor Uw. Este valor tiene que ser certificado también por un laboratorio notificado. El marcado CE exige este valor para medidas concretas de ventanas. Algunos fabricantes certifican el valor Uw con varios vidrios para ampliar el abanico de resultados.

 

 

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