Hipótesis tomadas y parámetros considerados en el cálculo
Introducción
Dado que las necesidades energéticas de las viviendas para su calefacción dependen, por un lado, del tipo de construcción de la vivienda (tipo de vivienda, paredes, techo, ventanas, etc), y por otro, de las condiciones de confort establecidas por el usuario (temperaturas de confort, horas al día de uso, etc), determinar los requerimientos energéticos implica un estudio caso a caso. Sucede lo mismo si se quieren determinar los requerimientos energéticos de cocción y agua caliente, así como para calcular los costos asociados de compra del energético, que dependen de los hábitos de consumo del mismo.
Esta herramienta pretende estimar dichos requerimientos a partir de ciertos datos básicos y es por ello que se deben establecer ciertas hipótesis y suposiciones.
Calefacción de vivienda
En el caso de la calefacción se considera, en lo que respecta a la vivienda, que se tiene una altura de techo de 2.7m y 3 paredes al exterior. En lo que respecta a las costumbres de uso, se considera una temperatura de confort de 21°C durante 5 horas al día.
Se recomienda realizar los cálculos para habitaciones entre 4 y 90 metros cuadrados.
Agua caliente sanitaria
Se considera el consumo tipo de familias unifamiliares: 30 litros a 60°C por persona al día.
Cocción de alimentos
Se considera que en el hogar se cocina para 3 de las 4 comidas diarias.
A continuación se explica con más detalle las hipótesis y los parámetros seleccionados.
Calefacción de vivienda
A partir de los datos ingresados por el usuario se realizan los cálculos, tomando los siguientes parámetros e hipótesis adicionales.
Superficies de intercambio
Con el valor de la superficie de la vivienda, se estiman todas las superficies de intercambio:
- Se supone una altura de techo de 2,7m. Este valor se toma también para calcular el volumen de la vivienda.
- Se estima la superficie de paredes totales calculando un perímetro un 25% mayor al que se obtuviese si la vivienda fuese cuadrada.
- Se estima que un 18% de la superficie total de paredes corresponde a ventanas.
Coeficientes de transferencia
Se toman valores de convección térmica de acuerdo a la siguiente tabla:
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Coeficientes de convección térmica (W/m2K)[1] |
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h interior |
7,8 |
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h exterior |
25 |
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h ventanas |
5,5 |
El último valor corresponde al coeficiente de convección entre las ventanas al colocar doble vidrio.
En la siguiente tabla se muestran los coeficientes de conducción para los distintos materiales seleccionados:
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Material |
k (W/mK)[2] |
e (m) |
|
ladrillo macizo |
0,79 |
0,15 |
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ladrillo hueco |
0,50 |
0,15 |
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bloque |
0,75 |
0,15 |
|
hormigón |
1,10 |
0,15 |
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chapa y cielorraso[3] |
0,80 |
0,12 |
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teja y cielorraso |
0,35 |
0,08 |
|
vidrio |
1,20 |
0,004 |
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Aislación |
0,04 |
0,0508 |
En el caso de la aislación, se considera un aislante térmico convencional, como ser manta de lana de vidrio de 2 pulgadas de espesor.
En el caso del piso, se toma un valor global de transferencia de calor de 0,56 W/m2K.
Otros parámetros
Con respecto a las condiciones de confort, se toman los siguientes valores de temperaturas y horas de confort diarias:
- Temperatura media exterior (durante el invierno): 12°C
- Temperatura interna de confort: 21°C
- Horas de confort al día: 5 horas
- Para estimar las infiltraciones se toma un valor de 1.5 renovaciones del volumen total de la vivienda por hora.
Parámetros económicos
- Tarifas eléctricas
En el caso de la tarifa Residencial Simple, se asume que el consumo para la calefacción del hogar se ubica en las 2 franjas superiores de la tarifa. Se toma un consumo básico mensual de 200kWh y el costo asociado de calefacción se calculará aplicando las franjas a partir de ese valor. Para el caso de la tarifa Doble Horario Residencial (Tarifa Inteligente) se asume que el 35% del consumo se da en punta y el resto en llano.
- Gas natural
En el caso del gas natural, y para el caso de Montevideo Gas, se tienen franjas de precios de acuerdo al consumo. Se asume un consumo mensual menor a 250 m3.
Calentamiento de agua y Cocción
Agua caliente sanitaria
Se considera el consumo tipo de familias unifamiliares: 30 litros a 60°C por persona al día. Además se considera una temperatura media anual del agua fría (red de OSE) de unos 19°C.
Cocción de alimentos
Se considera un consumo diario por persona de unos 1.125kWh al día para la cocción de las 4 comidas diarias. Se toma en estos cálculos, que en el hogar se cocina para 3 de las 4 comidas diarias, es decir un valor de 0.844kWh (726.2kcal) al día por persona para la cocción de alimentos.
Parámetros económicos
- Tarifas eléctricas
En el caso de la tarifa residencial simple, se asume, de acuerdo a encuesta energética de la DNE, un consumo promedio por hogar de unos 230kWh al mes. Así, se toma una tarifa tanto para generación de agua caliente sanitaria como para cocción de alimentos ubicada en las 2 primeras franjas,y el valor se determina prorrateando de acuerdo al consumo que se tiene en cada franja. Para el caso de la tarifa Doble Horario Residencial se asume que el 35% del consumo se da en punta y el resto en llano.
- Gas natural
En el caso del gas natural, y para el caso de Montevideo Gas, se tienen franjas de precios de acuerdo al consumo. Se asume un consumo mensual menor a 250 m3.
Para mayor información, y si desea profundizar en los cálculos, se tiene una planilla de cálculo programada para el cálculo de los distintos consumos y costos.
[1] Norma ISO 6946
[2] "Propiedades Térmicas de Materiales y componentes de construcción corrientes en Uruguay" – FADU - UdelaR
[3] Corresponde a techo de chapa + cámara de aire + cielorraso de madera. La chapa sola tiene un coeficiente de conductividad térmica mayor a 40 por eso se recomienda junto con cielorraso.