Flujo de calor a través de los cerramientos

En el método de cálculo en régimen estacionario, el flujo de calor a través de los cerramientos se estima a partir del valor de resistencia térmica total, o bien del valor U. Estos parámetros integran a su vez el valor de conductividad térmica y el espesor de cada una de las capas que conforman al cerramiento. Por otro lado, es necesario considerar la resistencia térmica proporcionada por las películas de aire que se forman en las superficies interior y exterior de los cerramientos.

Resistencia de las películas de aire superficiales

Justo sobre las superficies de los cerramientos se forma una delgada película de aire, la cual tiende a permanecer estática. Al reducir la transmisión de calor por convección, esta película genera el mismo efecto que si se incrementara la resistencia del material al flujo de calor. La resistencia de la película de aire varía si se encuentra en la parte exterior o interior del elemento, así como si pertenece a un elemento vertical (muro) o a un elemento horizontal (cubierta). Los siguientes valores se suelen consideran cómo estándares:

Resistencia térmica total

Cuando los materiales que conforman un cerramiento son homogéneos y se organizan en capas consecutivas, es decir, en serie, las resistencias térmicas de las distintas capas se suman para obtener la resistencia térmica total. Así, dado un cerramiento constituido por un cierto número de capas de distinto material, su resistencia total se puede calcular con la siguiente fórmula:

Rt = Rso + ΣRn + Rsi

Donde:
Rt = Resistencia general total del elemento (m²°C/W).
Rso = Conductancia constante de la película de aire exterior (0.055 m2°C/W).
Rsi = Conductancia constante de la película de aire interior (0.123 m2°C/W).
ΣRn = Suma de las resistencias de todas las capas (m²°C/W).

Siendo que:
Rn = en/kn

Donde:
Rn = Resistencia de cada capa (m²°C/W).
en = Espesor de cada capa (m).
kn = Conductividad de cada capa (W/m°C).

Por ejemplo, si tenemos un muro con las siguientes capas, del exterior al interior:

Aplanado cemento arena (e = 0.015 m, k = 1.4 W/m°C)
Muro de ladrillo recocido (e = 0.13 m, k = 0.73 W/m°C)
Aplanado de yeso (e = 0.015 m, k = 0.28 W/m°C)

Entonces:
Rt = (1 / 0.055 m2°C/W) + (0.015 m / 1.4 W/m°C) + (0.13 m / 0.73 W/m°C) + (0.015 m / 0.28 W/m°C) + (1 / 0.123 m2°C/W)
= 0.055 m2°C/W + 0.011 m2°C/W + 0.178 m2°C/W + 0.054 m2°C/W + 0.123 m2°C/W
= 0.421 m2°C/W

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