Saltar al contenido

Calcular el valor U según DIN EN ISO 6946: método y fuentes de error

6 min de lectura

El valor U es el inverso de la resistencia térmica total. El método figura en la DIN EN ISO 6946, edición 2018-03, «Bauteile – Wärmedurchlasswiderstand und Wärmedurchgangskoeffizient – Berechnungsverfahren» (elementos constructivos: resistencia térmica y transmitancia térmica; método de cálculo). La edición sustituye a la de 2008-04 y está corregida por la corrección 1 de 2023-04. El cálculo en sí es breve; los errores surgen en los valores de entrada y pesan especialmente en los edificios existentes, porque allí la composición y el estado de las capas rara vez están documentados.

El método de cálculo en tres pasos

  1. Resistencia de capa: R = d / λ, es decir, el espesor de la capa en metros dividido por la conductividad térmica en W/(m·K).
  2. Resistencia total: RT = Rsi + R1 + R2 + … + Rse, es decir, la suma de las resistencias de capa más las dos resistencias superficiales, interior y exterior.
  3. Valor U: U = 1 / RT en W/(m²·K).

Las resistencias superficiales no se calculan, se toman de las tablas de la norma. Se diferencian solo por la posición del elemento constructivo y no se pueden modificar ni con la elección del material ni con el espesor del elemento. Para un muro exterior, el Fraunhofer IBP calcula en una publicación de 2022 con Rsi = 0,13 y Rse = 0,04 m²K/W y lo denomina el cálculo habitual actual.

Ejemplo numérico: muro de una hoja, sin aislar y aislado

Las conductividades térmicas son suposiciones para este ejemplo; en un proyecto rigen los valores de cálculo de la norma o de la documentación del producto.

Capa d [m] λ [W/(m·K)] R [m²K/W]
Superficie interior (Rsi) – – 0,13
Revoco interior 0,015 0,70 0,021
Fábrica 0,365 0,40 0,913
Revoco exterior 0,020 0,87 0,023
Superficie exterior (Rse) – – 0,04
Suma RT 1,127

De ahí resulta U = 1 / 1,127 ≈ 0,89 W/(m²·K). Si se añaden por el exterior 12 cm de aislante con λ = 0,035 W/(m·K), la resistencia aumenta en 0,12 / 0,035 = 3,43 m²K/W. Entonces RT = 4,555 m²K/W y U ≈ 0,22 W/(m²·K).

Variante con fachada ventilada: el revestimiento colgado queda detrás de una cámara de aire fuertemente ventilada y no se considera, el revoco exterior desaparece y para Rse se aplica el valor de Rsi. Entonces RT = 0,13 + 0,021 + 0,913 + 3,429 + 0,13 = 4,623 m²K/W y U ≈ 0,22 W/(m²·K). El resultado es aquí casi igual porque el aislamiento domina la composición; con un aislamiento delgado o inexistente, la diferencia sería mayor.

Qué significa la cifra: el valor U describe el flujo de calor que atraviesa el elemento por cada metro cuadrado de superficie y por cada kelvin de diferencia de temperatura. Con 100 m² de superficie de muro y 20 K de diferencia, serían unos 1770 W en el ejemplo sin aislar y unos 440 W en el aislado. Es una instantánea bajo hipótesis estacionarias y no un balance anual.

A la inversa, puede determinarse el espesor de aislamiento necesario para un valor objetivo: d = (1/Unuevo − 1/Uexistente) · λ. Para Unuevo = 0,24 W/(m²·K) resulta (4,167 − 1,127) · 0,035 ≈ 0,106 m. La fórmula presupone capas homogéneas; se suman correcciones por tacos y otras influencias.

El valor 0,24 es el máximo que el anexo 7 de la Ley de Modernización de Edificios (GModG) indica para los muros exteriores de edificios de viviendas cuando se colocan capas aislantes en la cara exterior de un muro existente. Cuándo se aplica este requisito y qué excepciones rigen figura en el artículo GEG ahora se llama GModG.

Fuentes de error típicas

  • Resistencia interior incorrecta: la justificación del riesgo de moho calcula en los puentes térmicos con Rsi = 0,25 en lugar de 0,13 m²K/W. Quien traslada ese valor al cálculo del valor U lo subestima: en el ejemplo, 0,80 en lugar de 0,89 W/(m²·K) sin aislar, 0,21 en lugar de 0,22 aislado. Por qué la justificación del riesgo de moho aplica el valor más alto lo explica el artículo sobre el criterio del moho.
  • Fachada ventilada: con una cámara de aire fuertemente ventilada desaparecen la resistencia de la cámara y la de todas las capas situadas fuera de ella; para Rse se aplica el valor de Rsi del mismo elemento. Así lo resume la lista de preguntas frecuentes técnicas del BAFA sobre la BEG (versión 5.0, 03/2023). Es determinante la versión vigente en cada momento.
  • Valor nominal en lugar de valor de cálculo: el método se basa en valores de cálculo de la conductividad térmica. Además, la conductividad térmica depende de la humedad; un material existente humedecido tiene un valor distinto del de la tabla.
  • Capas no homogéneas: los cabios de madera junto a un entrevigado aislado o las fijaciones metálicas requieren el método aproximado de la norma. El factor de corrección del anexo F recoge las fijaciones metálicas; otros casos en que el metal puentea el aislamiento quedan fuera de la norma.
  • Ámbito de aplicación erróneo: quedan excluidos las ventanas, los muros cortina y los elementos con intercambio de calor con el terreno.
  • Esperar los puentes térmicos en el valor U: no están incluidos. En el balance se tienen en cuenta mediante un recargo sobre toda la superficie envolvente.
  • Unidades: introducir espesores en centímetros o milímetros y la conductividad térmica en W/(m·K): el error es un factor de 100 o de 1000 y solo se nota si el resultado es inverosímil.
  • Redondear demasiado pronto: las resistencias de capa deben redondearse solo al final. Quien redondea cada valor intermedio a un decimal distorsiona precisamente el muro sin aislar: en el ejemplo, el valor U sería entonces de 1,0 en lugar de 0,89 W/(m²·K).

Edificios existentes: la composición es la mayor incógnita

En los muros existentes, rara vez es un problema la fórmula de cálculo, sino la cuestión de qué hay dentro del muro. La Ley de Modernización de Edificios permite en su § 38 apartado 4, para la evaluación energética de edificios existentes, utilizar valores empíricos contrastados de elementos constructivos de clases de antigüedad comparables cuando faltan valores característicos. Es una simplificación para el balance, no un sustituto del conocimiento de los espesores de capa y del estado.

Un ejemplo numérico como el anterior muestra el método de cálculo, pero no sustituye a una justificación. Su valor informativo es tan grande como las hipótesis sobre el espesor, la conductividad térmica y el estado de humedad de las capas existentes.

Quellen

Seguir leyendo

Más conocimiento práctico del mismo campo temático.