El gres porcelánico es un material ampliamente utilizado en edificación. En los últimos años su uso ha experimentado un nuevo espectro de líneas de innovación e invención en sus aplicaciones en la arquitectura. En esta investigación de analiza la patente Panel de Acondicionamiento Térmico Cerámico, consistente en piezas de gres porcelánico de bajo espesor, que contienen tramas capilares a base de tubos de polipropileno de 3,5 mm de diámetro, e interfaz de pasta conductora. Estos sistemas trabajan con agua fría o caliente produciendo una climatización saludable por superficies radiantes. Tras una primera experiencia de prototipado y colocación de paneles en pared en un despacho de oficina, se han realizado simulaciones en el Museo de la Universidad de Alicante, colocando los paneles en pared, techo o tipo bafle, previa monitorización del estado actual del edificio. Se han analizado los parámetros de comportamiento térmico y se han comparado con otros materiales de acabado habituales. Se han obtenido resultados de confort térmico y ahorros energéticos de forma comparativa frente a sistemas todo-aire.
Porcelain stoneware is a widely used building material. In recent years, its range of uses has expanded to encompass a new spectrum of innovative and inventive applications in architecture. In this research, we analysed the patented Thermal Ceramic Panel. This consists of a thin porcelain stoneware panel that incorporates a capillary system of polypropylene tubes measuring 3.5 mm in diameter embedded in a conductive ceramic interface. The system works with hot or cold water, producing healthy heating and cooling by means of radiant surfaces. Following an initial prototype test in which panels were placed on the walls of an office, we conducted simulations at the University of Alicante Museum using wall, ceiling and baffle panels, having previously monitored the state of the building. Thermal behaviour parameters were analysed and compared with those of other standard finishing materials, obtaining results for thermal comfort and energy savings in comparison with all-air systems.
Los materiales cerámicos aplicados en los paramentos interiores de los edificios producen en el usuario una sensación térmica menos confortable que otros materiales de revestimiento y acabado. Su alto valor de efusividad y conductividad térmica frente a maderas, linóleos, enlucidos de yeso, etc., hace que los revestimientos roben más energía al usuario cuando se produce el contacto, y también por intercambio de energía radiante (véase
Material | Densidad |
Calor específico |
Conductividad |
Efusividad |
---|---|---|---|---|
Acero (Me6) | 7.850 | 460 | 47-58 | 1,30-1,45 |
Aluminio (Me2) | 2.700 | 909 | 209-232 | 2,26-2,39 |
Cerámica gres (Ce ) | 2.300 | 836 | 0,8-1,3 | 0,124-0,158 |
Cerámica porcelánica (Ce ) | 2.350 | 921 | 0,81 | 0,1324 |
Linóleo (F1) | 535 | 1.400 | 0,081 | 0,055 |
Madera de haya (M2) | 800 | 1.340 | 0,143 | 0,0392 |
Madera de roble | 850 | 2.386 | 0,209 | 0,0651 |
Vidrio (V1) | 2.700 | 833 | 0,81 | 0,1350 |
Yeso (R1) | 1.800 | 837 | 0,81 | 0,1104 |
Mármol (P1) | 2.400 | 879 | 2,09 | 0,2099 |
Son numerosas las investigaciones que se han desarrollado para procurar sintetizar cerámica con un menor valor de conductividad térmica, pero en la mayoría de los casos sólo se ha podido conseguir aumentando la porosidad del material o su rugosidad, produciendo inconvenientes tanto en la resistencia mecánica como en la absorción de agua y suciedad. Las bondades del gres porcelánico –su absorción de agua por debajo del 0,5 % y su resistencia mecánica
Teniendo en cuenta estas dificultades en la síntesis de nuevos materiales cerámicos con mejor comportamiento térmico, recientemente se han realizado propuestas multicapa que pudieran presentar unos materiales cerámicos más confortables, pudiendo así competir con maderas naturales, maderas de alta densidad, linóleos, etc. Se han patentado soluciones de suelos radiantes mediante folio de hilo de cobre, y calentamiento por efecto joule
En los años 1980 se desarrollaron sistemas de acondicionamiento de espacios arquitectónicos a través de tramas capilares de tubos de polipropileno de 3 mm de diámetro aproximadamente, separados unos 10 mm entre sí. Estas tramas se pueden aplicar en cualquiera de los paramentos interiores –suelos, paredes, techos– mediante diversas técnicas de trasdosados, falsos techos, falsos muros o proyección de yeso. Se hace circular agua fría o caliente a través de dichas tramas, lográndose una climatización saludable, silenciosa y confortable, con contrastados ahorros energéticos frente a otros sistemas convencionales de climatización
Estos sistemas acondicionan principalmente por radiación, y secundariamente por convección. Al trabajar enfriando o calentando moderadamente algunos paramentos, con una mínima deshumidificación en verano, y sin impulsión de aire frío o caliente, se consiguen muchos efectos positivos frente a los sistemas convectivos. El nivel sonoro disminuye drásticamente, el aire se mueve a velocidades de convección muy bajas y la temperatura del aire en verano es aproximadamente 2 ºC superior a los sistemas convectivos. De esta forma el nivel de confort aumenta considerablemente. Además se producen importantes ahorros energéticos certificados por prestigiosos institutos de investigación. Los factores principales son la mayor capacidad de transporte energético del agua frente al aire, la autorregulación del sistema, y la reducción de cargas térmicas al estar en verano el aire interior a mayor temperatura
Los esquemas de principio de aplicación de estos sistemas han sido ampliamente tratados en recientes publicaciones
Los materiales de acabado en la aplicación de las tramas capilares son habitualmente paneles de cartón-yeso, bandejas metálicas de falso techo, yeso proyectado en paredes o techos y materiales habituales de pavimentación. Se han desarrollado también soluciones de hormigón fratasado con las tramas embebidas para pavimento, todas ellas con excelentes resultados. Hasta el momento no se había trabajado con gres porcelánico en paredes y techos, debido a las dificultades técnicas de ejecución, peso excesivo, dificultades de mantenimiento e inspección. Sin embargo, las nuevas piezas de gres porcelánico de gran formato han permitido desarrollar paneles cerámicos prefabricados que incorporan las tramas
Recientemente el grupo de investigación de la Universidad de Alicante «Tecnología y Sostenibilidad en Arquitectura», junto con ASCER y el ITC ha desarrollado un panel de acondicionamiento térmico cerámico ATC
Estos paneles de gres porcelánico y pasta conductora son idóneos para el correcto acondicionamiento térmico. En efecto, al estar dotados de conductividad térmica y efusividad altas, la capacidad térmica es similar a la de los habituales paneles de yeso (véase
Material | Calor específico |
Peso específico |
Peso |
Capacidad térmica |
Capacidad térmica |
---|---|---|---|---|---|
Techo metálico | 0,48 | 7800 | 5,46 | 5,9 | 62 |
Agua | 4,18 | 1000 | 0,285 | 2,7 | 28 |
Polipropileno | 1,5 | 980 | 0,28 | 0,9 | 10 |
Yeso | 1,09 | 1000 | 10,00 | 36,6 | 87 |
Agua | 4,18 | 1000 | 0,285 | 2,7 | 10 |
Polipropileno | 1,5 | 980 | 0,28 | 0,9 | 3 |
Cerámica gres | 0,836 | 2300 | 20,7 | 38,45 | 91,4 |
Agua | 4,18 | 1000 | 0,285 | 2,7 | 6,4 |
Polipropileno | 1,5 | 980 | 0,28 | 0,9 | 2,2 |
Gres porcelánico 3 + 3 | 0,921 | 2350 | 14,1 | 28,85 | 73,3 |
Pasta conductora | 0,75 | 830 | 4,15 | 6,9 | 17,5 |
Agua | 4,18 | 1000 | 0,285 | 2,7 | 6,8 |
Polipropileno | 1,5 | 980 | 0,28 | 0,9 | 2,4 |
Estos paneles cerámicos tienen además otras ventajas frente a los acabados en yeso y materiales metálicos, como la chapa de acero. Son inertes frente a las acciones químicas o procesos de oxidación y degradación por el uso. Su resistencia mecánica es también superior, pudiendo ser reforzada en su aplicación en pared, adhiriendo dos piezas cerámicas mediante un butiral con un 3 + 3 mm. No requiere mantenimiento alguno, y su sustitución es sencilla. Para el caso de falsos techos el gres porcelánico de bajo espesor es ligero y no sufre deformaciones o desperfectos en las operaciones de mantenimiento. Sus posibilidades estéticas son enormes, con multitud de efectos de acabado, pudiéndose incluso reproducir imágenes a través de la técnica
El Museo de la Universidad de Alicante es un volumen flexible de 63 × 22,5 × 9 metros en su interior. Se configura a base de unas nayas en todo su perímetro que permiten la circulación en tres niveles para tareas de mantenimiento. La circulación bajo cubierta se realiza también a través de 8 costillas. Este espacio
La envolvente interior está formada por paneles DM lacados en blanco pegados con cordón de poliuretano sobre bastidores de madera, atornillados éstos sobre subestructura de tubo de acero. La envolvente exterior estaba formada por paneles tipo sándwich con aislamiento de lana de roca, panel exterior fenólico, panel interior DM y bastidores de madera en su perímetro. Dicha envolvente sufrió lesiones debidas a la humedad, la radiación solar y el diferencial térmico debido a los puentes térmicos generados por la discontinuidad del material de aislamiento
En una primera investigación se monitorizó el edificio en 2013 durante las semanas características para verano (3-9 de agosto) e invierno (17-23 de febrero) que define el programa Design Builder para el fichero climático de Alicante. A través del software Design Builder se procedió a realizar simulaciones de comportamiento térmico y cálculo de demandas energéticas, tanto en estado actual como antes de la reforma de la envolvente. También se simuló la aplicación en pared de los paneles cerámicos térmicos antes descritos, en el interior del espacio principal del MUA, en sustitución de los paneles de DM existentes.
Los resultados se publicaron en 2014
Tras estos primeros resultados de aplicación de los paneles ATC en el MUA se propone una investigación más amplia con un análisis comparativo de algunas de las diversas formas de aplicación. En la
En esta segunda investigación se procedió a ampliar el rango de monitorización hasta el ciclo completo del año 2014, con más de 30 sensores (
Para realizar las simulaciones de comportamiento del edificio en términos de demanda energética y parámetros de confort interior se introdujeron en la herramienta Design Builder los siguientes datos. El periodo de invierno cubre del 1 de diciembre al 30 de abril y el de verano del 1 de mayo al 30 de noviembre. Es el protocolo establecido por la UA, ajustado a las condiciones climáticas habituales en San Vicente del Raspeig. El horario de funcionamiento es de 9:00 a 20:00 h. Las temperaturas de consigna del aire interior son de 20 ºC en invierno y 24 ºC en verano. La ocupación, para el cálculo normativo de renovación de aire, es de 709 personas, 0,5 personas por m2. Se deben renovar 12,5 litros por segundo y persona, lo que equivale a 2,5 ren/h. La infiltración del aire a través de la envolvente es moderada gracias a la aplicación de espuma de poliuretano en la reforma de los paneles fenólicos
Para ajustar los parámetros obtenidos por simulación a los datos reales, o calibrar el modelo, se realizaron mediciones de transmitancias térmicas en las cuatro fachadas del edificio, en las pieles interiores de DM que separan las nayas del espacio de exposición, en el vidrio simple perimetral de la planta baja y la cubierta. Los valores fueron coincidentes con los obtenidos con Design Builder tras una leve corrección del espesor medio del aislamiento de espuma de poliuterano aplicado por proyección en la reforma de la fachada
En esta investigación se realizará un análisis comparativo de la capacidad de los distintos sistemas de climatización aplicados en el MUA. La sensación térmica del usuario dependerá del intercambio de calor por convección y radiación con las superficies y objetos del entorno, de la capacidad de emisión de vapor de agua al aire interior a través de la piel por transpiración y por la respiración, así como de la calidad del aire interior. Se obtendrán además los valores de temperatura operativa para cada una de las opciones y se relacionarán con las exigencias normativas en este terreno. Por último se procederá, a través de la herramienta de simulación Design Builder, a obtener los valores de demanda energética en los distintos escenarios, y así evaluar la capacidad de los sistemas térmicos radiantes para reducir dicha demanda.
Para evaluar la sensación térmica del usuario se seguirá el protocolo definido por Fanger
La determinación de las condiciones ideales de temperatura y humedad relativa que garanticen las actividades habituales de los individuos en espacios interiores es una tarea compleja, que ha motivado numerosas investigaciones
El factor de convección
Dado que el valor medio de la superficie corporal es de 1,7 m2
La obtención del valor de pérdidas por radiación es tarea más compleja. Se basa en la ley de Stefan-Boltzman, en función de las cuartas potencias de las temperaturas superficiales del individuo y de las paredes que configuran el local. Al trabajar con planos finitos, en diversas posiciones respecto del individuo, la determinación de la transferencia de calor por radiación se hace extremadamente compleja. Fanger llevó a cabo una cuantificación de los factores forma que inciden en la determinación del valor real de la temperatura radiante media de los paramentos
A través de la temperatura radiante media así obtenida y del valor de la temperatura de la piel y/o la ropa del individuo, de forma experimental se puede obtener el valor de la transferencia de calor por radiación, sabiendo que el coeficiente de pérdidas por radiación
Para proceder a la evaluación de las pérdidas de calor sensible por radiación y convección del individuo, en la sala del MUA se obtuvieron datos de temperaturas superficiales por monitorización del estado actual u OP 1, con sistema convectivo, y los datos homólogos para las opciones radiantes a través de simulaciones con Design Builder. Con estos presupuestos se procedió a calcular los factores forma según el método de Fanger para las 6 opciones, con la posición de individuo en pie y en el centro de la sala, y posteriormente las temperaturas radiantes medias según la expresión
a | b | c | a/b | b/c | F | Fx | OP 1 | OP 2 |
OP 3 |
||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Tp med | Fx . Tp med | Tp med | Fx . Tp med | Tp med | Fx . Tp med | ||||||||
Suelo | 60 | 22,5 | 1,8 | 50 | 18,7 | 0,11 | 0,45 | 24 | 10,8 | 22,5 | 10,12 | 20,5 | 9,22 |
Techo | 60 | 22,5 | 7,8 | 7,7 | 2,88 | 0,105 | 0,4 | 25 | 10 | 24,5 | 9,8 | 17 | 6,8 |
Pared 1, 3 | 60 | 8,4 | 10,5 | 5,7 | 0,8 | 0,05 | 0,1 | 24 | 2,4 | 17 | 1,7 | 23,5 | 2,35 |
Pared 2, 4 | 22,5 | 8,4 | 30 | 0,75 | 0,28 | 0,018 | 0,036 | 24 | 0,86 | 23,5 | 0,84 | 24,2 | 0,87 |
Pared 1, 3 b | 60 | 0,6 | 10,5 | 5,7 | 0,06 | 0,005 | 0,01 | 24 | 0,24 | 17 | 0,17 | 23,5 | 0,23 |
Pared 2, 4 b | 22,5 | 0,6 | 30 | 0,75 | 0,02 | 0,003 | 0,006 | 24 | 0,15 | 23,5 | 0,14 | 24,2 | 0,15 |
Suelo | 60 | 22,5 | 1,8 | 50 | 18,7 | 0,11 | 0,45 | 22,5 | 10,02 | 20,5 | 9,22 | 22,5 | 10,02 |
Techo | 60 | 22,5 | 7,8 | 7,7 | 2,88 | 0,105 | 0,4 | 24,5 | 9,5 | 18,4 | 7,36 | 24,5 | 9,5 |
Pared 1, 3 | 60 | 8,4 | 10,5 | 5,7 | 0,8 | 0,05 | 0,1 | 21,5 | 2,1 | 23,5 | 2,4 | 17,4 | 1,74 |
Pared 2, 4 | 22,5 | 8,4 | 30 | 0,75 | 0,28 | 0,018 | 0,036 | 23,5 | 0,84 | 24,2 | 0,87 | 24,5 | 0,88 |
Pared 1, 3 b | 60 | 0,6 | 10,5 | 5,7 | 0,06 | 0,005 | 0,01 | 21,5 | 0,21 | 31,5 | 0,315 | 18,2 | 0,182 |
Pared 2, 4 b | 22,5 | 0,6 | 30 | 0,75 | 0,02 | 0,003 | 0,006 | 23,5 | 0,14 | 29,2 | 0,175 | 24,5 | 0,15 |
Igualmente se obtuvieron valores de velocidad del aire interior en el centro de la sala, inicialmente por a través de sensores Testo, y posteriormente en los sistemas radiantes mediante simulación. Una vez conocidos los valores de temperatura radiante media, temperatura del aire interior y velocidad del aire envolvente al individuo en el centro de la sala se cuantificaron los valores
TOTAL | |||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
m/s | W/ºC | ºC | ºC | W/m2ºC | ºC | W | W | W | |
OP 1 | 0,068 | 7,402 | 30,00 | 22,11 | 4,70 | 24,45 | 58,39 | 26,09 | 84,48 |
OP 2 | 0,035 | 6,311 | 30,00 | 24,37 | 4,70 | 22,70 | 35,53 | 34,31 | 69,84 |
OP 3 | 0,032 | 6,177 | 30,00 | 24,28 | 4,70 | 19,98 | 35,33 | 47,09 | 82,43 |
OP 4 | 0,037 | 6,396 | 30,00 | 24,20 | 4,70 | 22,80 | 37,10 | 33,84 | 70,94 |
OP 5 | 0,039 | 6,477 | 30,00 | 24,10 | 4,70 | 20,34 | 38,22 | 45,40 | 83,62 |
OP 6 | 0,026 | 5,877 | 30,00 | 24,10 | 4,70 | 22,37 | 34,67 | 35,86 | 70,53 |
Podemos concluir que, dado que los valores habituales de emisión de calor sensible del usuario andando lentamente son 90 W
No se han tenido en cuenta para el análisis comparativo las emisiones de calor latente, que para el individuo en las condiciones antes señaladas suponen un valor aproximado de 70 W. Los equipos de bomba de calor en la opción 1 y los
Una vez determinados de forma experimental y con suficiente aproximación los coeficientes de convección
m/s | W/ºC | ºC | W/m2ºC | ºC | ºC | |
---|---|---|---|---|---|---|
OP 1 | 0,068 | 7,402 | 22,11 | 4,70 | 24,45 | 23,02 |
OP 2 | 0,035 | 6,311 | 24,37 | 4,70 | 22,70 | 23,66 |
OP 3 | 0,032 | 6,177 | 24,28 | 4,70 | 19,98 | 22,42 |
OP 4 | 0,037 | 6,396 | 24,20 | 4,70 | 22,80 | 23,61 |
OP 5 | 0,039 | 6,477 | 24,10 | 4,70 | 20,34 | 22,52 |
OP 6 | 0,026 | 5,877 | 24,10 | 4,70 | 22,37 | 23,33 |
La interpretación de esta expresión resulta relevante para comprender la forma de trabajo de los sistemas de climatización por superficies radiantes. La sensación de confort del individuo en espacios cerrados, si consideramos
En la
Como puede observarse en la
Como última fase del análisis comparativo entre las 6 opciones se ha procedido a evaluar la demanda energética en régimen de verano y régimen de invierno. Para ello se ha utilizado la herramienta Design Builder, habiéndose calibrado a través de los resultados de monitorización, como se ha descrito anteriormente.
Para poder calibrar la simulación se obtuvieron por monitorización datos de temperaturas del aire, humedad relativa, temperatura superficial de los paramentos, etc. Algunos de los resultados se han mostrado en las
El escenario de climatización ha sido, pues, el siguiente: protección de paramentos de vidrio de la planta baja moderada mediante paneles DM. Lucernarios existentes cubiertos con lamas orientables. Ocupación de 100 personas en la sala de exposición. Iluminación de la sala de 300 lux. Renovación de aire 2 ren/h. Infiltración de aire para solución constructiva poco estanca, equivalente a 0,7 ren/h. En las
Los sistemas de acondicionamiento por superficies radiantes requieren deshumidificar el aire interior contrarrestando las cargas latentes, de forma que se consiga un adecuado confort térmico y no exista riesgo de condensaciones superficiales en los paneles cerámicos
VERANO de 1 de mayo a 30 noviembre |
OP 1 |
OP 2 |
OP 3 |
OP 4 |
OP 5 |
OP 6 |
||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
1 | Área efectiva | m2 | 1.417 | 1.417 | 1.417 | 1.417 | 1.417 | 1.417 |
Área paneles cerámicos | m2 | 672 | 660 | 672 | 570 | 840 | ||
2 | Máxima carga térmica | W/m2 | 80 | 75 | 70 | 75 | 75 | 77 |
4 | Caudal mínimo de aire renovación | m3/m2 h | 3,05 | 3,05 | 3,05 | 3,05 | 3,05 | 3,05 |
5 | Salto térmico del agua en verano | k | 6 | 3 | 4 | 3,5 | 5,6 | 3,2 |
6 | Tiempo funcionamiento del sistema | h/año | 4.015 | 4.015 | 4.015 | 4.015 | 4.015 | 4.015 |
7 | Tiempo funcionamiento bombas frío | h/año | 1.800 | 1.800 | 1.800 | 1.800 | 1.800 | 1.800 |
8 | Total horas funcionamiento enfriamiento | h/año | 620 | 205 | 196 | 202 | 185 | 199 |
9 | Total horas funcionamiento calefacción | h/año | 310 | 140 | 136 | 138 | 126 | 135 |
Ventilación | ||||||||
10 | Caudal de aire impulsión | m3/hm2 | 29,41 | 3,05 | 3,05 | 3,05 | 3,05 | 3,05 |
11 | Volumen de aire impulsión | m3/h | 41.674 | 4.320 | 4.320 | 4.320 | 4.320 | 4.320 |
12 | Potencia ventilador | kW | 23,86 | 2,6 | 2,6 | 2,6 | 2,6 | 2,6 |
13 | Volumen de aire retorno | m3/h | 39.407 | 3.024 | 3.024 | 3.024 | 3.024 | 3.024 |
14 | Potencia | kW | 11,27 | 1,2 | 1,2 | 1,2 | 1,2 | 1,2 |
Ventiladores impulsión/retorno | ||||||||
15 | Potencia ventilador | kW | 35,13 | 3,8 | 3,8 | 3,8 | 3,8 | 3,8 |
16 | Consumo de potencia | MWh/año | 175,65 | 19,8 | 19,8 | 19,8 | 19,8 | 19,8 |
17 | Comparación | % | 100 | 11,2 | 11,2 | 11,2 | 11,2 | 11,2 |
Bomba de frío | ||||||||
18 | Caudal de agua | l/m2 h | 11,46 | 21,5 | 15,05 | 18,92 | 11,51 | 20,15 |
19 | Volumen de agua | l/h | 16.238,5 | 30.465 | 21.325 | 26.809 | 16.320,8 | 28.552 |
20 | Potencia | 2,5 | 4,7 | 3,15 | 4,19 | 2,56 | 4,47 | |
21 | Consumo de potencia | MWh/año | 4,05 | 7,52 | 5,04 | 6,71 | 4,09 | 7,15 |
22 | Comparación | % | 100 | 188 | 124 | 165,7 | 100,9 | 176,5 |
Ventiladores y bombas | ||||||||
23 | Potencia | kW | 37,63 | 8,5 | 6,95 | 7,99 | 6,36 | 8,27 |
24 | Consumo de potencia | MWh/año | 179,7 | 27,32 | 24,84 | 26,51 | 23,89 | 26,95 |
25 | Comparación | % | 100 | 15,2 | 13,82 | 14,7 | 13,29 | 14,9 |
Deshumidificadores fan-coils | ||||||||
26 | Potencia | kW | 18,66 | 18,66 | 18,66 | 18,66 | 18,66 | |
27 | Consumo de potencia | MWh/año | 50,39 | 50,39 | 50,39 | 50,39 | 50,39 | |
Sistema de refrigeración | ||||||||
28 | Demanda de potencia | 0,3 | 0,25 | 0,26 | 0,25 | 0,27 | 0,25 | |
29 | Potencia de emisión | W/m2 | 85 | 69 | 75 | 70 | 91 | 72 |
30 | Potencia | kW | 113,36 | 82,02 | 85,13 | 83,21 | 88,86 | 86,70 |
31 | Consumo de potencia verano | MWh/año | 116,49 | 44,46 | 50,36 | 45,33 | 52,77 | 47,25 |
32 | Comparación | % | 100 | 38,2 | 43,2 | 38,9 | 45,3 | 40,6 |
Sistema de calefacción | ||||||||
34 | Potencia | kW | 91,8 | 85,0 | 92,6 | 87,8 | 102,7 | 89,1 |
35 | Consumo de potencia invierno | MWh/año | 80,99 | 30,88 | 32,2 | 31,92 | 39,81 | 32,12 |
36 | MWh/año | 197,48 | 153,05 | 157,79 | 154,15 | 166,87 | 156,71 | |
37 |
El gres porcelánico, por sus excelentes propiedades de resistencia mecánica, mínima absorción de agua y porosidad, y por sus altos coeficientes de conductividad térmica y efusividad, es excelente para la aplicación de acondicionamiento por superficies radiantes en los edificios. En el caso de piezas de gres porcelánico de gran formato y bajo espesor se pueden combinar con tramas capilares de tubos de polipropileno de diámetro aproximado 3 mm, confeccionando paneles de acondicionamiento térmico cerámicos de hasta 3 × 1 m. Dichos paneles se pueden disponer de diversas formas tanto en pared como en techo, mediante trasdosados, o descolgados en techo tipo bafle, o a modo de costillas ortogonales en pared. También admiten la disposición de falsos techos modulares con acabado en cerámica.
Se han patentado dichos paneles con interfaz de pasta conductora adhesiva, con excelentes resultados en su emisión térmica en régimen de verano e invierno. Se han realizado algunos prototipos que se han instalado en un despacho tipo del campus de la Universidad de Alicante, obteniéndose resultados de temperatura superficial de emisión de 17 ºC en menos de 10 minutos con distribución de agua fría a 15 ºC en circuito secundario.
La aplicación de los paneles de acondicionamiento térmico cerámico ATC conlleva importantes ahorros energéticos. En el caso analizado del Museo de la Universidad de Alicante éstos estarían entre un 15 y un 22 % respecto a los sistemas convectivos todo-aire que existen en la actualidad. Los factores más determinantes son la reducción de energía para la distribución de agua frente al aire de impulsión, con reducciones de un 70 a un 80 %, y la reducción de cargas térmicas al estar la temperatura del aire interior en torno a 2 ºC por encima de la que existe en los sistemas convectivos. Estos ahorros energéticos podrían incrementarse sustancialmente con el uso de energías alternativas, como la solar y la geotermia, y sistemas de absorción y por cloruro de litio o energía química, al trabajar con temperaturas del agua más moderadas en la distribución.
La disposición de paneles trasdosados en pared, tanto en disposición plana como ortogonal al paramento, produce menores niveles de cesión del calor del usuario frente a sistemas convectivos y sistemas radiantes por techo y tipo bafle, produciendo niveles de confort algo inferiores. La disposición de los paneles descolgados del techo o tipo bafle aumentan la convección del aire, aumentando hasta un 10 % la potencia de emisión y la cesión de calor del individuo en verano, mejorando la sensación de confort, aunque aumentando un 9 % el consumo energético frente a trasdosados de techo o de pared.