Página 16 - CYAD Anuario 2011

15 Importancia del análisis de transferencia de calor.....
aereado (CA) presenta valores intermedios de k y de
C, pero es el que tiene menor valor de a. El poliesti-
reno expandido (EPS) tiene la menor k y la menor C,
dando por resultado la mayor a.
En la Figura 3 se muestra la gráfica de la temperatura
del aire al interior Ti como función del tiempo solar
para elementos de CAD, CA y EPS. Para referencia,
se incluyen también las temperaturas ambiente To
y sol-aire Tsa. En esta gráfica se observa claramente
que el elemento de EPS es el que amortigua menos
la oscilación de temperatura sol-aire. La radiación so-
lar absorbida por la superficie exterior produce que
la temperatura al interior para los tres casos alcance
valores mayores que el máximo de la temperatura
ambiente al exterior.
Figura 3. Gráfica de la temperatura del aire al interior como
función del tiempo solar, para elementos de un solo mate-
rial: concreto de alta densidad (CAD), de concreto aereado
(CA) y de poliestireno expandido (EPS). Para referencia, se
incluyen las temperaturas ambiente To y sol-aire Tsa.
En la Tabla 2 se muestran los valores de los paráme-
tros cuantitativos de evaluación para los tres materia-
les. Para el análisis de transferencia de calor en estado
estacionario el parámetro es la resistencia térmica R y
para el análisis de transferencia de calor dependiente
del tiempo, el amortiguamiento A, el tiempo de retra-
so TR y el sobrecalentamiento S. Como puede obser-
varse, el elemento de EPS, es el que tiene la resisten-
cia térmica más alta, por lo que según el análisis de
transferencia de calor en estado estacionario debería
tener el mejor desempeño térmico. Sin embargo es
el que amortigua menos la oscilación de tempera-
tura y produce un tiempo de retraso más lejano de
doce horas. El sobrecalentamiento es igual que para
los otros dos elementos.
Lo anterior muestra claramente que, seleccionar un
material de acuerdo al análisis de transferencia de
calor en estado estacionario, puede dar resultados
erróneos para el diseño bioclimático en climas con
una alta insolación y una significativa oscilación de
la temperatura externa. Cabe señalar, que aunque
en la práctica el EPS no se usa como único material
para construir un elemento de la envolvente, estos
resultados muestran de una manera contundente,
que el seleccionar el material del elemento de la en-
volvente solamente por su alta resistencia térmica
da resultados perjudiciales en el desempeño térmi-
co de la edificación en estos climas. El elemento de
concreto aereado es el que presenta el mejor desem-
peño térmico, porque combina el tener una relativa
baja conductividad (alta resistencia térmica) y una
relativa alta capacidad de almacenamiento térmico,
dando por resultado una baja difusividad térmica.
Tabla 2. Parámetros de evaluación, del análisis de
estado estacionario: resistencia térmica R , del aná-
lisis dependiente del tiempo: amortiguamiento A,
tiempo de retraso TR y sobrecalentamiento S, de los
elementos de un solo material.
Transferencia
decalor
Estado
estacionario Dependiente del tiempo
Material del
elemento
R
[m20C/W]
A
[-]
TR
[h]
S
[0C]
CAD 0.28 0.47 4.13 3.8
CA 1.06 0.49 5.10 3.8
EPS 2.73 0.10 1.91 3.8