Uno de los integrantes de Impulso Belenus ha participado en el congreso internacional sobre investigación en construcción y tecnología arquitectónicas CONSTEC2014.
Esta es la primera parte de la ponencia que se ha presentó el pasado mes de Junio:
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INTRODUCCIÓN
El
objetivo de la presente investigación es mostrar la influencia que la inercia
térmica tiene sobre el comportamiento de la edificación y cómo la posición
donde se ubica resulta determinante (Segunda parte). De este modo, si esta se encuentra en un
espacio interior acondicionado acumulará y cederá energía, pero si la misma se
encuentra en la envolvente, además tendrá una influencia en los intercambios de
calor de este espacio con el exterior. Esta investigación, se divide en estos
dos grandes bloques.
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INSTRUMENTOS Y MÉTODOS
El
primer bloque se centra en el estudio de cómo la presencia de masa en el
interior de un espacio acondicionado absorbe, acumula y cede calor, lo que se
traduce en una amortiguación y retardo de la temperatura máxima y mínima de un
espacio interior con respecto al exterior.
Para
ello, se construyó una probeta cerrada en el laboratorio de construcción de la
E.T.S.A. de Valladolid, de dimensiones interiores de 0,5mx0,5mx0,5m (0,125m3).
Su envolvente se configura por paneles de madera de densidad media (DM) (e=5mm),
y paneles de poliestireno extruido (e= 30mm / λ= 0,036W/mK). Se le provisionó
de un sistema de aporte de energía mediante un serpentín (tubo de polietileno),
por donde se hacía circular agua a una temperatura de 95,0ºC (figura 1).
Se
utilizaron dos sondas para realizar mediciones de la
temperatura, para ello se colocó una de ambiente interior de la probeta y otra
en el interior de una de las piezas cerámicas.
Figura 1. Probeta durante uno de
los ensayos y esquema de funcionamiento.
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Los
ensayos realizados, consistieron en la colocación de un número diferente de
piezas cerámicas en el interior de la probeta, y a continuación se incrementó
la temperatura del aire interior hasta los 45,0ºC, consiguiendo un salto
térmico de 25ºC con respecto a la temperatura del aire del laboratorio, (entre
los 19,5ºC y 21,5ºC). Finalmente se realizaron
comparativas de ciclos de calentamiento y enfriamiento en función de diferentes
valores de inercia térmica aportada por las piezas cerámicas (figura 2).
Figura 2. Número de piezas
cerámicas para cada uno de los cuatro ensayos.
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RESULTADOS
Los
resultados del primer bloque de ensayos (Figura 3) muestran una relación
directa entre la cantidad de piezas, (masa térmica), y el tiempo necesario para
alcanzar los 45ºC (temperatura de referencia para el ensayo). Además de esto,
la temperatura máxima que alcanza la cerámica es mayor cuanto mayor número de
piezas haya en la probeta. Esto es, la temperatura del aire y la de las piezas
se asemejan.
Durante
el período de enfriamiento, con mayor presencia de inercia, mayor es el tiempo
que tarda en enfriarse el interior, llegando incluso, en ensayo con 12 piezas,
a tener un incremento de dos grados pasadas 23 horas con respecto a la
temperatura inicial. De igual forma, la curva de temperatura ambiente, tiende a
pegarse a la curva de temperatura de la cerámica.
Figura 3. Gráfica de temperatura
ambiente interior y cerámica / tiempo.
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En
el detalle 01 correspondiente al
ensayo con 12 piezas cerámicas, se puede apreciar una pendiente de caída en la
temperatura del aire hasta descender 1ºC por debajo de la temperatura de la
masa cerámica, donde cambia su pendiente para adoptar una curva prácticamente
paralela a la de la cerámica, pero ligeramente inferior.
4
CONCLUSIONES
Al
finalizar esta serie de ensayos, se aprecia de forma clara que la presencia de inercia
térmica tiene una influencia en dos vertientes: en primer lugar actuando como
acumulación de calor en un espacio interior (grupo de ensayos 01), donde si la
masa se encuentra en el interior, su masa térmica útil será del 100%, pero si
se encuentra en la envolvente su masa térmica útil será menor (en función de la
posición con respecto al material aislante, etc.), pero el efecto de
acumulación energética es similar.
*NOTA IMPORTANTE: esta es una primera parte de ensayos pertenecientes a un estudio de mayor escala.
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