CONCLUSIONS DE L’ ESTUDI
Estudis anteriors sobre les variables més prominents involucrades en el disseny de sòls radiants van establir que les propietats i el gruix del recobriment són els principals determinants de l’ acompliment tèrmic.
Els revestiments més habituals sobre sòl radiant són el gres porcelànic o ceràmic, la pedra natural i la fusta. Atesa la seva alta conductivitat tèrmica, es pot esperar inicialment que la pedra natural i els materials ceràmics siguin tèrmicament més favorables que la fusta, amb la seva resistència tèrmica relativament alta, com a revestiment d’ elecció en sòls radiants, especialment en els climes més freds.
Aquest estudi va avaluar l’impacta de diferents revestiments de fusta en l’acompliment tèrmic dels pisos radiants en comparació amb la pedra natural d’alta conductivitat (granit) en termes de tres paràmetres: demanda d’energia, confort tèrmic i temps de retard en la posada en marxa. Es va explotar l’ efecte de les propietats tèrmiques dels revestiments, juntament amb les característiques constructives de l’ edifici, sobre aquests paràmetres.
Es va desenvolupar un model de construcció simplificat i es va acoblar a un model de pis radiant validat experimentalment i es va utilitzar per executar un total de 26.352 simulacions. El temps total de càlcul de la simulació va ser de 37h.
Les principals conclusions que es poden extreure dels resultats són les següents:
- Per a la majoria dels habitatges, les propietats tèrmiques de la fusta van afectar escassament la demanda energètica i el confort tèrmic. Els revestiments de fusta van reportar en la seva majoria resultats similars i, en alguns casos, millors que els revestiments de granit en aquests dos aspectes. L’ impacte de les propietats de la fusta en la demanda i la comoditat només va ser significatiu per als habitatges ubicats en cantonada i mal aïllats. En aquests casos, els sòls de granit van exhibir un rendiment tèrmic consistentment més alt, tot i que quan es van triar les propietats apropiades de la fusta, van demostrar ser un competidor molt proper al granit. Aquestes troballes no sempre es van associar només amb una alta conductivitat tèrmica. Es va observar que la demanda energètica mitjana és menor en els revestiments de fusta que en els de granit en el 25% dels habitatges simulats.
- Les propietats de la fusta van exercir un paper més important en els temps de retard de la posada en marxa que en la demanda o el confort tèrmic, tot i que el patró general va ser molt similar: per a la majoria dels habitatges, cap dels pisos radiants de fusta simulats va allargar del temps de retard substancialment. En general, els habitatges on la pèrdua d’energia era més gran (habitatges cantonada, aquells amb percentatges mitjans o alts d’envidrament, mínimament o moderadament aïllats i orientats al nord, est o oest) requerien una adequada elecció de les propietats de la fusta per evitar que els temps de retard augmentin desmesuradament. La diferència mitjana en el temps de retard en la posada en marxa entre els revestiments de fusta i granit va ser inferior a 3h per al 75% dels habitatges. No és possible establir un límit de temps general més enllà del qual el temps de retard en l’arrencada sigui inacceptable, ja que això depèn de l’ús del habitatge, per exemple.
- Malgrat l’ escàs impacte de les propietats de la fusta en la majoria dels casos, la recerca de regles simples per determinar quines propietats serien les més adequades en determinades circumstàncies va resultar inútil perquè la combinació de les propietats de la fusta, el gruix i les característiques de construcció de l’ habitatge no va seguir un patró uniforme. La conclusió a la qual es va arribar, per tant, va ser que les propietats de la coberta s’ han d’ estudiar cas per cas per determinar les que s’ espera que proporcionin el millor rendiment tèrmic.
- En la majoria dels casos, es va trobar que els valors més alts de conductivitat tèrmica minimitzen la demanda d’energia, maximitzen la comoditat i escurcen els temps de retard en l’arrencada. La demanda d’energia es minimitzava principalment quan la conductivitat tèrmica era superior a 0,20W/(m · K), tot i que en un significatiu 18% dels casos la demanda es minimitza a conductivitats inferiors a 0,1 W/(m · K). Quan la conductivitat de la fusta era més alta (0,20W /(m · K) a 0,26W/(m · K)), el confort es maximitzava en un major percentatge de casos que quan era més baix, tot i que en aquest cas, els nivells de confort més alts es trobaven en el 14% dels casos amb conductivitats inferiors a 0,10W/(m · K) i en el 16% dels casos amb valors de 0,10 a 0,12W/(m · K). Les conductivitats de 0,18W/ (m · K) sovint augmentaven en el temps de retard d’arrencada en només 15 min en habitatges ben aïllats i de baixa demanda d’energia i en gairebé tots aquests habitatges, el valor de la conductivitat l’augmenta en 30 min. Per aquests motius, no es pot dir que la fusta amb alta conductivitat tèrmica sigui sempre necessària pel disseny de terres radiants.
- Una de les conclusions d’aquest estudi que pot ser d’interès més immediat és que el revestiment de pis més gruixut i de menor conductivitat tèrmica, és a dir, el pis de fusta amb la major resistència tèrmica (fins i tot més de 0,15 m2 K/W valor) no afecta significativament la demanda energètica o el confort tèrmic. De mitjana, els pisos de fusta van reduir la demanda d’energia en un 6,4% i les hores diàries de confort tèrmic en només un 1,6% en relació amb els revestiments de granit.
- Les troballes sobre la resistència tèrmica dels revestiments de fusta no justifiquen l’ establiment d’ un límit superior que no ha de ser superat en la selecció de fustes per a sòls radiants. Tot i que la norma europea EN 1264-2 [85] no preveu revestiments amb valors de resistència tèrmica superiors a 0,15m2 K/W, no estan expressament prohibits. De fet, valors de resistència tèrmica superiors a 0,15 m2K/W no va augmentar significativament la demanda d’energia, ni va disminuir el nombre d’hores de confort en la gran majoria de les condicions simulades. En conseqüència, aquest estudi suggereix que s’ ha de revisar la norma i eliminar la referència a aquest valor, ja que els fabricants l’ han interpretat erròniament com un límit que no s’ ha de superar en el disseny de sòls radiants revestits de fusta.
- Es va demostrar que el comportament tèrmic dels sistemes de calefacció per sòl radiant està molt lligat a les condicions de l’ edificació i, per tant, cal realitzar un estudi tècnic per a casa cas en particular.
El nostre enfocament es basa en les següents tres variables: (1) demanda d’energia, (2) comoditat tèrmica i (3) període de retard en l’arrencada. Des del nostre punt de vista, amb aquestes tres variables es pot avaluar clarament el rendiment global de la calefacció per sòl radiant a l’ hora d’ avaluar el seu comportament en mode transitori acoblat a l’ edifici. L’ objectiu, com en tot sistema de calefacció, és aconseguir el confort tèrmic durant el major temps possible amb el menor consum energètic. Això es pot analitzar utilitzant aquestes dues variables: el temps en què s’ assoleixen les condicions de confort i la demanda energètica del sòl radiant. D’ altra banda, el temps necessari per assolir el confort tèrmic des d’ una condició inicial que dista molt de ser confortable pot ser rellevant per a determinades aplicacions.
AUTORS
Enrique Ángel Rodríguez Jara y Alvaro Ruiz Pardo. Departament de Màquines i Motors Tèrmics, Universitat de Cádiz, AV. Universidad de Cádiz, 10, 11519 Cádiz, España.
Marta Conde García. Departament de Enginyeria Forestal, Universitat de Córdoba, Ctra. Madrid, Km. 396, 14071 Córdoba, España
José Antonio Tenorio Ríos. Institut Eduardo Torroja de Ciències de la Construcció, Consell Superior de Investigacions Científiques (CSIC), de Serrano Galvache, 4, 28033 Madrid, España.
CONVENCIÓ FEDERACIÓN ESPAÑOLA DE PAVIMENTOS DE MADERA 2022
