7.6: Combustibles para Aislamiento y Calefacción del Hogar (II)

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Cálculo de la pérdida de calor

La pérdida de calor de la superficie de una pared se puede calcular usando las ecuaciones 7.6.1, 7.6.2 y/o 7.6.3.

Ecuaciones

Pérdida de calor por hora

\[ Hourly \, Heat \, Loss \, (\dfrac{BTUs}{h}) = \cfrac{Area \, (ft^2) * Temperature \, Difference \, (°F)}{R-Value \, (\cfrac{ft^2 \, °Fh}{BTUs})} \]

Pérdida de calor diaria

\[ Daily \, Heat \, Loss \, (\dfrac{BTUs}{day}) = \cfrac{Area \, (ft^2) * Temperature \, Difference \, (°F)}{R-Value \, (\cfrac{ft^2 \, °Fh}{BTUs})} * 24 \, \dfrac{h}{day} \]

Pérdida de calor de temporada de calefacción completa

\[ Seasonal \, Heat \, Loss = \cfrac{Area \, (ft^2)}{R-Value \, (\cfrac{ft^2 \, °Fh}{BTUs})} * 24 \, \dfrac{h}{day} * HDD \]

La pérdida de calor de paredes, ventanas, techos y pisos debe calcularse por separado, debido a los diferentes valores R para cada una de estas superficies. Si el valor R de las paredes y el techo es el mismo, la suma de las áreas de las paredes y el techo se puede utilizar con un solo valor R.

Problemas de ejemplo

Ejemplo 1

Una casa en Denver, CO tiene 580 pies ² de ventanas (R = 1), 1920 pies ² de paredes y 2750 pies ² de techo (R = 22). Las paredes están compuestas por revestimiento de madera (R = 0.81), contrachapado de 0.75”, aislamiento de fibra de vidrio de 3.5”, tablero de poliuretano de 1.0” y tablero de yeso de 0.5”. Calcular el requerimiento de calefacción para la casa para la temporada de calefacción, dado que el HDD para Denver es de 6,100.

Responder

El requisito de calefacción para la casa es igual a la pérdida de calor de la casa en todo el año.

Para calcular la pérdida de calor de toda la casa, necesitamos calcular la pérdida de calor de las paredes, ventanas y techo por separado, y agregar todas las pérdidas de calor.

Pérdida de calor de las paredes:

Área de las paredes = 1,920 pies ², HDD = 6,100, y el valor R compuesto de la pared necesita ser calculado.

Materiales y sus valores R

Material	Valor R total
Revestimiento de madera	0.81
Contrachapado de 3/4 pulgadas	0.94
3.5 pulgadas de fibra de vidrio (valor R = 3.7 por pulgada)	12.95
1 pulgada de poliuretano	5.25
Placa de yeso de 1/2 pulgada	0.45
Valor R total de las paredes	20.40

\[ Heat \, Loss \, from \, Walls = \cfrac{1920 ft^2 * 6100°F}{20.40 \, \cfrac{ft^2 °Fh}{BTUs}} * 24 \, \dfrac{h}{day} * 1 \, day = 13.78 \, MMBTUs \nonumber\]

\[ Heat \, Loss \, from \, Windows = \cfrac{580 ft^2 * 6100°F}{1 \, \cfrac{ft^2 °Fh}{BTUs}} * 24 \, \dfrac{h}{day} * 1 \, day = 84.91 \, MMBTUs \nonumber\]

\[ Heat \, Loss \, from \, Roof = \cfrac{2750 ft^2 * 6100°F}{22 \, \cfrac{ft^2 °Fh}{BTUs}} * 24 \, \dfrac{h}{day} * 1 \, day = 18.30 \, MMBTUs \nonumber\]

Pérdida total de calor de la casa = 13.78 + 84.91 + 18.30 =116.99 MMBTus en un año

Por lo tanto, el requisito de calefacción es de 116.99 MMBTUs por año.

El siguiente video también brinda una explicación del problema.

Ejemplo 2

Una casa de un solo piso en Anchorage, AK (HDD = 11,000) mide 50 pies por 70 pies con un techo de 8 pies de alto. Hay seis ventanas (R = 1) de tamaño idéntico, 4 pies de ancho por 6 pies de alto. El techo está aislado a R-30. Las paredes constan de una capa de revestimiento de madera (R = 0.81), 2” de tablero de poliuretano (R = 6.25 por pulgada), 4” de fibra de vidrio (R = 3.70 por pulgada) y una capa de paneles de yeso (R = 0.45). Calcular la pérdida de calor a través de la casa (sin contar el piso) para la temporada.

Pista: Una buena estimación para el área del techo es 1.1 veces el área de las paredes, antes de restar el área para las ventanas.

Responder: El siguiente video brinda la solución.