Acristalamiento y su impacto en la operación de los sistemas HVAC

12.06.24 01:49 AM By kinenergy.internacional

El balance térmico es una herramienta crucial para determinar la eficiencia energética de un inmueble, y uno de los elementos más importantes para conseguirlo es el cristal, ya que juega un papel importante en la transferencia de calor entre el exterior y el interior del edificio.

 

Como lo vimos en nuestro artículo “Importancia de un buen acristalamiento en tu negocio”, elegir el cristal adecuado nos ayuda a tener mayor eficiencia y menor gasto energético a la larga. En este artículo hablaremos sobre la importancia de especificar correctamente el cristal en un proyecto HVAC y cómo su impacto puede afectar significativamente al diseño y al funcionamiento del sistema de climatización.

¿Qué es el envolvente y cómo repercute para el balance térmico? 

La envolvente de un inmueble, considerado la "piel" del edificio, juega un papel crucial en la transferencia de calor por radiación y convección desde el exterior hacia el interior.

 

La calidad de la envolvente depende de sus componentes, que incluyen:

  • Cristal: permite la entrada de luz natural, pero también son puntos de entrada y salida de calor. 
  • Muros: actúan como barreras sólidas que protegen contra la transferencia de calor por conducción. 
  • Techos: similar a los muros, los techos protegen contra la ganancia y pérdida de calor. 
  • Pisos: en edificios con sótanos o en contacto con el suelo, los pisos también contribuyen a la transferencia de calor.

 

Estos elementos actúan como filtros que determinan la eficiencia energética y el confort térmico del edificio. 

El cristal: una pieza fundamental para lograr un balance térmico 

Es esencial especificar el tipo de cristal adecuado desde el inicio del proyecto para evitar sorpresas y sobrecostos más adelante. La ficha técnica del cristal debe proporcionar valores clave como:

  • Coeficiente de Sombra (CS): indica la capacidad del cristal para bloquear la radiación solar. 
  • Valor U: mide la tasa de transferencia de calor a través del cristal. 
  • Factor Solar (SHGC): indica la cantidad de radiación solar que el cristal permite pasar a través de él. Un factor solar más bajo significa una mejor capacidad para bloquear la radiación solar, lo que reduce la carga térmica del edificio. 
  • Espesor y composición: la ficha técnica también debe incluir información sobre el espesor y la composición del cristal, ya que estos factores pueden influir en su desempeño térmico y estructural.

La información proporcionada en la ficha técnica del cristal es fundamental para calcular la carga térmica del edificio. Los valores de CS, U y SHGC se utilizan en los cálculos para determinar la cantidad de calor que ingresa al interior del edificio a través de las ventanas y otros elementos de cristal.

 

Con una ficha técnica precisa los ingenieros HVAC pueden diseñar sistemas de climatización más eficientes y dimensionar correctamente los equipos de HVAC y garantizar un confort térmico adecuado en el interior del edificio y reducir así el consumo de energía.

Optimización del balance térmico: un caso práctico 

En un proyecto reciente, se enfrentó el desafío de realizar un balance térmico para un espacio comercial dentro de un inmueble. La tarea implicó la consideración de varios factores que contribuyen a la carga térmica, incluyendo la transferencia de calor a través del cristal, la iluminación, y otros elementos.

 

Inicialmente, se calculó una carga térmica total de 99,457 mil BTU (MBH), que incluía tanto el calor sensible generado por transferencia, radiación, iluminación y equipos eléctricos, como el calor latente generado por los ocupantes del espacio y la ventilación. Sin embargo, al revisar el resumen del balance térmico, se identificó que una parte significativa de la carga térmica estaba asociada al cristal y a la iluminación, lo que sugería la necesidad de una evaluación más detallada de estos elementos.

 

Mediante una comparativa entre dos balances térmicos, se pudo demostrar el impacto directo de la elección del cristal en la carga térmica del edificio, donde el cambio en la especificación del cristal medianamente eficiente a uno menos eficiente (con un coeficiente de sombra de 0.9 y un valor U de 1.0) resultó en una carga total de 126,654 MBH, lo que representó un aumento del 30% en la carga térmica. Esto se tradujo en un incremento en la capacidad de refrigeración requerida, de 8.3 a 10.5 toneladas de refrigeración. 

La diferencia entre estos dos tipos de cristal es significativa. El uso de Cristal 2 resulta en un aumento del 30% en la carga térmica, pasando de 8.3 toneladas de refrigeración a 10.5 toneladas de refrigeración.

Resultados y consecuencias 

El incremento en la carga térmica debido a la elección del cristal tiene un impacto considerable en varias áreas del proyecto como:

  • Especificación de equipos: aumento en la capacidad y número de equipos exteriores e interiores. 
  • Carga eléctrica: incremento en la demanda eléctrica para operar los equipos HVAC. 
  • Peso de los equipos: aumento del peso de los equipos, afectando la estructura del edificio.
  • Dimensiones de ductos: mayor tamaño de los ductos necesarios para manejar el flujo de aire.
  • Diámetros de tuberías: aumento en los diámetros de las tuberías para agua helada y refrigerante.

 

Estos cambios pueden resultar en retrabajos significativos y sobrecostos no previstos.

 

La especificación del cristal en un proyecto HVAC es vital para lograr un balance térmico eficiente. Desde KINENERGY, recomendamos siempre obtener y revisar la ficha técnica del cristal al inicio del proyecto para evitar sorpresas y asegurar la eficiencia energética del inmueble. Una adecuada planificación y especificación desde el principio puede ahorrar tiempo, recursos y garantizar el éxito del proyecto.

 

Asegúrate de considerar todos estos aspectos en tu próximo proyecto HVAC para optimizar el rendimiento y minimizar los costos adicionales.

 

¿Quieres saber cómo KINENERGY puede ayudarte a optimizar tus proyectos?, contáctanos aquí. 

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Oscar Arias

Diseñador Mecánico Sr.

Cecilia cuenta con experiencia en varias ramas de arquitectura como: desarrollo inmobiliario, sostenibilidad y metodología BIM implementadas dentro de diversos proyectos en Guatemala; Destaca su participación en varios proyectos que lograron la certificación LEED y CASA Guatemala. Cecilia cuenta con maestría en la Gestión de la Metodología BIM por parte de la Universidad del Istmo y título de Arquitecta con especialidad en Desarrollo Inmobiliario. También cuenta con varias certificaciones enfocadas en sostenibilidad como LEED Green Associate y Active AP. Cecilia tiene una pasión por el estudio y actualmente está cursando su segunda maestría en Administración de Proyectos Inmobiliarios por parte de la Escuela de Negocios de la Universidad Francisco Marroquín.

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