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UNIVERSIDAD NACIONAL SANTIAGO ANTUNEZ DE MAYOLO FIC-EPAU

SISTEMA DE CALEFACCIÓN POR SUELO RADIANTE

INTEGRANTES

FLORES LLECLLISH DIANA

FAUSTINO MESA AMANADA PALMA TAFUR YELINA

DOCENTE ENCARGADO:

NORABUENA MEJIA JOSEPH

RAMOS FIGUEROA VICTORIA

ARQ. KELLY RAQUEL PAZOS SEDANO

SISTEMA DE CALEFACCIÓN POR SUELO RADIANTE Los sistemas de climatización por suelo radiante basan su funcionamiento en una red de tubería plástica que, instalada bajo el pavimento y de una capa de mortero, hace circular agua caliente –o fría- por toda la superficie, lo que provoca que el calor o el frío se irradie desde el suelo. En el caso de la calefacción, esto hace que la temperatura del aire a la altura de los pies sea algo superior a la temperatura del aire a la altura de la cabeza, mejorando la sensación de confort.

SUELO RADIANTE

VENTAJAS 01

Elevado Rendimiento Gracias a que los circuitos que transportan el agua son muy delgados, de entre 6 y 10 mm, el caudal a mover es mínimo. La cantidad de energía necesaria para calentarlo o enfriarlo también lo será, y encima las temperaturas a las que opera son bajas (entre 30 y 45 grados), por eso es un sistema muy eficiente.

02

Bajo consumo Como hemos comentado, los sistemas de suelo radiante funcionan con un circuito de agua a baja temperatura (30-45º) frente a los sistemas tradicionales que necesitan mayores temperaturas de impulsión (80-85º). Al tratarse de un sistema de baja temperatura, se consiguen grandes ahorros combinándolo con sistemas de generación de calor eficientes como la aerotermia, la geotermia, calderas de baja temperatura o condensación, y energía solar térmica. Por ello, el uso de suelo radiante consume entre un 10% y un 20% menos en relación a otros sistemas de calefacción convencional.

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Uso de energías renovables Al tratarse del sistema de calefacción que emplea la temperatura de impulsión de agua más baja (entre 30 y 45º) generalmente utiliza para su funcionamiento fuentes de energía renovables, como son la aerotermia o la geotermia a través de la bomba de calor o la energía solar térmica a través de sistemas híbridos. Esto lo convierte en uno de los sistemas de calefacción más respetuosos con el medio ambiente.

SUELO RADIANTE

VENTAJAS Deja el espacio libre de elementos calefactores Al estar instalado el sistema bajo suelo o tras paredes y techos, nos olvidamos de colocar elementos en las paredes como radiadores o convectores. Tan sólo se deberá tener en cuenta la colocación de un armario para los colectores hidráulicos (similar a un armario de luces) en la pared. El espacio habitable queda de esta forma totalmente libre y despejado dejando total libertad para el diseño de interiores.

Opción de enfriamiento A principios de los noventa apareció en el mercado la aplicación de sistemas de superficies radiantes como sistemas de enfriamiento, que consisten en hacer circular agua fría por las tuberías embutidas. La posibilidad de usar la misma red de tuberías dentro del pavimento para calefacción y refrigeración radiante hace que este sistema de climatización sea cada vez más interesante en su selección.

Sensación de confort La temperatura del aire cercano al suelo será ligeramente superior a la temperatura del aire a la altura de la cabeza. Y el calor se reparte de forma uniforme por toda la casa, y no se acumula en zonas puntuales como en los radiadores o en el techo en el caso de sistemas por aire. Al no producirse corrientes de aire se reduce el polvo, no produce sequedad y la baja humedad consigue evitar la aparición de ácaros.

04 05 06 SUELO RADIANTE

DESVENTAJAS

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Precio del suelo radiante La instalación de un sistema de suelo radiante suele requerir una inversión económica superior a la que requieren otros sistemas, aunque el objetivo debe ser el de amortizar dicha inversión en un plazo razonable.

El precio medio del suelo radiante por m2 puede estar en los 50 euros/m2, sin incluir el precio del mortero. En la instalación de suelo radiante en una vivienda de unos 100 metros cuadrados el precio puede quedar entorno a 6.000 y 7.000 €.

Sistema de alta inercia Son sistemas que presentan una elevada inercia térmica ya que se trata de calentar o enfriar la masa que se encuentra sobre la superficie, por lo que su aplicación es conveniente en aquellos espacios en los que su utilización se haga de forma continuada. Además, este sistema no se adapta bien a los cambios bruscos de temperatura exterior debido al tiempo que tarda en calentarse y/o enfriarse toda la instalación. Esta característica que puede ser una ventaja para lugares de uso continuo, supone una desventaja para lugares en los que se prevé apagar y encender la caldera todos los días.

La instalación requiere de gran conocimiento técnico Este tipo de instalación conlleva cierta complejidad técnica, no tanto en su instalación sino en su mantenimiento. Por tanto, la instalación y mantenimiento del suelo radiante deben ser realizados por personal muy cualificado. En refrescamiento la instalación requiere de más atención, si cabe, ya que el factor humedad debe estar perfectamente controlado, para evitar problemas de condensa

Suelo refrescante, mejor en zonas de humedad baja En aplicaciones de suelo radiante refrescante, una de las pegas que puede tener es la condensación. Este tipo de instalaciones son más adecuadas en zonas geográficas en las que la humedad del aire sea baja, bien por las condiciones ambientales de la situación geográfica del edificio, bien porque la carga latente de los locales sea pequeña. De esta forma se evita la condensación en aquellos momentos en que el sistema necesite alcanzar temperaturas lo suficientemente bajas como para disipar las cargas térmicas del local.

1. PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO El principio básico del sistema de calefacción y refrigeración mediante superficies radiantes, consiste en la impulsión de agua a media temperatura (en torno a los 40ºC en invierno y a los 16ºC en verano) a través de circuitos de tuberías plásticas fabricadas principalmente en polietileno.

SUELO RADIANTE

1.1 CONFORT

Los sistemas climatización radiante a baja temperatura, son los sistemas que mejor se ajustan a la emisión de calor del cuerpo humano por radiación, convección y conducción. Se considera que el intercambio ideal de energía entre el ser humano y el entorno que lo rodea supondría: 50% por radiación 30% evaporación 15% convección 5% conducción Es por ello que parece evidente pensar que para lograr la mayor influencia del sistema de climatización sobre las condiciones de confort debo recurrir a un sistema radiante dado que es la forma en que el ser humano intercambia un mayor porcentaje de energía. La sensación de temperatura de las personas equivale a la denominada temperatura operativa.

Dicha temperatura operativa en el interior de los edificios, equivale al valor promedio entre la temperatura del aire y la temperatura radiante media de suelos, techos, paredes, puertas, ventanas, etc.

Estos circuitos se soportan sobre un aislante térmico y quedan recubiertos por una capa de mortero de cemento, que los recubre y sobre la que se coloca el pavimento final el cual podrá ser de tipo cerámico, piedra, madera, linóleo u otros. Cuando el sistema funciona en modo calefacción, se hace circular agua de modo que el calor es cedido al ambiente a través de la capa de mortero y del pavimento, mediante radiación, conducción y en menor grado convección natural. En cambio cuando funciona en modo refrigeración, el exceso de calor contenido en la estancia se absorbe, a través del pavimento y de la capa de mortero que contiene las tuberías por las que circula agua fría, disipándolo hacia el exterior de la vivienda.

1.2 PERFIL ÓPTIMO DE TEMPERATURA

Distintas investigaciones demuestran que la distribución vertical de la temperatura en una habitación varía como se muestra en la figura siguiente.

1.3 INERCIA TÉRMICA

La inercia térmica es un concepto clave al permitirnos utilizar los elementos constructivos que conforman el edificio, como una masa inercial para acumular y disipar la energía en forma de calor, proporcionando condiciones de confort térmico constantes a lo largo de todo el año que minimizan el consumo de energía.

La inercia térmica de una superficie depende de su masa, su densidad y su calor específico, definiéndose entonces como la capacidad que tiene cada superficie a la hora de conservar la energía térmica recibida para posteriormente ir liberándola. Teniendo en cuenta esto es posible disminuir la potencia máxima del edificio tanto en calefacción, como en refrigeración a la hora de lograr las condiciones de confort térmico.

1.4 EMISIÓN Y ABSORCIÓN TÉRMICA UNIFORME

Para lograr que el intercambio de energía entre el sistema y los usuarios sea uniforme, es necesario contar con una gran superficie radiante disponible en lugar de puntos muy localizados de emisión de energía. Es por ello que los sistemas radiantes se integran principalmente en paredes y techos.

SUELO RADIANTE

1.6 AHORRO ENERGÉTICO 1.5 CLIMATIZACIÓN Y CONFORT SIN MOVIMIENTO DE AIRE

El ahorro energético que se logra con los sistemas

La rapidez con la que el aire caliente se traslada

alcanzar la temperatura operativa (de confort)

hacia las zonas frías es proporcional al gradiente de temperatura existente entre ambas. Si una vivienda cuenta con un sistema radiante a baja temperatura las diferencias de temperatura entre el aire y las superficie de suelos, paredes y de techos serán reducidas, de modo que el efecto de convección del aire no se percibe y no se generan molestias que percibe nuestro cuerpo, ni movimiento de polvo lográndose un entorno más higiénico y saludable.

radiantes se debe a diferentes factores: Para deseada, mantendremos la temperatura del aire y aumentaremos o disminuiremos la temperatura de las

superficies

funcionamiento

(según

sea

calefacción

el /

modo

de

refrigeración

respectivamente). El aire al tener menor densidad y mayor volumen requiere de una mayor energía para

poder

modificar

su

temperatura

uniformemente, mientras que la temperatura de cada una de las superficies se podrá modificar con un aporte menor de energía por tener mayor densidad y menor volumen.

1.7 MEDIOS EFICIENTES DE INTERCAMBIO DE ENERGIA A diferencia de otros sistemas de climatización cuya forma principal de transmitir la energía es por convención, en el caso de los sistemas radiantes a baja temperatura para que se produzca intercambio de calor por radiación no es necesario ningún tipo de fluido entre los cuerpos, basta con que estén a diferentes temperaturas y uno frente a otro (no es necesario que exista contacto).

1.8 COMPATIBILIDAD CON ENERGÍAS RENOVABLES La moderada temperatura que se necesita que tenga el agua que circula en un sistema de suelo, pared o techo radiante, (35-45ºC) hace que éste sea compatible con cualquier fuente de energía procedente de la combustión de derivados del petróleo o gas natural o energía renovables, como biomasa, solar, etc.

ESPACIO DIAFANO

Al tratarse de un sistema que se encuentra embebido en suelos, paredes y techos, ofrece una total libertad de espacio al no existir elementos emisores visibles. Por tanto el espacio habitable útil resultante se puede incrementar entre un 3-5% respecto a otro tipo de sistemas.

AUSENCIA DE RUIDOS

Los sistemas radiantes se caracterizan por no generar ruidos molestos que tienen efectos negativos en la comunicación y el confort de la personas. El conjunto plancha aislante y mortero de cemento se comporta como un suelo flotante, aportando al conjunto del forjado una reducción del ruido de por impacto, por tanto el sistema de suelo radiante puede ayudar a cumplir con las exigencias del DB-HR del CTE en cuanto a reducción de ruido en la edificación.

SISTEMAS DE SUELO RADIANTE, MÉTODO CONSTRUCTIVO Un sistema de suelo radiante consiste en la instalación de circuitos de tuberías a través de los cuales se impulsa agua entorno a los 40ºC en calefacción y entorno a los 16ºC en refrigeración. En función de la aplicación, los circuitos se diseñan con una separación entre tubos y van instalados sobre unas planchas aislantes que impiden que el calor se transmita al forjado.

Film antivapor El film es una hoja de PE que actúa de barrera ante las humedades que pueden filtrarse por capilaridad a través del forjado.

Se utiliza en plantas bajas o locales en contacto con el terreno etc

EL MÉTODO CONSTRUCTIVO DE UN SISTEMA DE SUELO RADIANTE SE BASA EN LA INSTALACIÓN DE LOS SIGUIENTES MATERIALES:

La cinta o zócalo perimetral Este componente, absorbe las dilataciones del mortero y evita pérdidas de calor. Se coloca en todo el perímetro de la zona calefactada. Puede ir grapada o con banda autoadhesiva. Además lleva una hoja de PE que debe colocarse por encima de la plancha para evitar posteriormente cuando se vierta el mortero, que se puedan crear puentes térmicos con el forjado

Plancha aislante La plancha soporta los circuitos de tuberías y evita en función de su resistencia térmica la transmisión del calor al forjado. Cuanto mayor es la resistencia térmica mayor calidad aislante tiene la plancha.

TUBERÍA Las tuberías de suelo radiante son plásticas y se caracterizan en general porque no se ven afectadas por los aditivos del hormigón, tienen poca fuerza de dilatación y fricción, no se ven afectadas por la erosión ni corrosión y son muy flexibles a la hora de instalar y diseñar los circuitos.

JUNTA DE DILATACIÓN Y FUNDA AISLANTE Cuando las superficies a calefactar son superiores a 40 m² o irregulares, el zócalo perimetral no es suficiente para absorber las dilataciones del mortero. En esos casos se debe colocar una junta de dilatación como indica la normativa, y también es recomendable colocarlo en los pasos de puertas de zonas independizadas donde el mortero trabaja a diferentes temperaturas.

COLECTORES Los colectores pueden ser de latón, o materiales plásticos como la poliamida o la polisulfona, en función de la aplicación que se considere ya sea sólo calefacción o calefacción y refrigeraciónEs habitual el uso de colectores con detentores y caudalímetros.

ARMARIOS Los armarios que alojan los colectores suelen ser de lámina de acero y van equipados con los soportes adecuados para la sujeción del colector. Lo habitual es montarlos en zonas centradas de la vivienda y donde tenga menos impacto visual, aunque van barnizados y lacados adecuadamente

REGULACION Otro componente importante del suelo radiante es una buena regulación.

Podemos englobar dentro de la regulación por un lado los componentes para independizar estancias y por otro lado los equipos hidráulicos de mezcla y bombeo.

MORTERO El mortero es el componente emisor final del suelo radiante. Antes de su vertido, se debe realizar una prueba de presión que establece la UNE EN 1264 para revisar que no hay ninguna fuga antes de tapar los circuitos. Se realiza como mínimo a 6 bar (UNE EN 1264) considerando las indicaciones de fabricante en cuanto al valor maximo de la presion.

SISTEMAS DE SUELO RADIANTE SEGÚN LA TIPOLOGÍA DE OBRA En función del tipo de obra y aplicación existen muchas tipologías y diversidad de componentes en el suelo radiante, pero podemos agrupar los sistemas en tres grandes grupos: • Sistemas tradicionales, para obra nueva y sector residencial.

• Sistemas Industriales y específicos.

• Sistemas para renovación y reformas.

Sistemas tradicionales, obra nueva Considerando la estructura de la capa emisora y las características del edificio o vivienda a climatizar, se pueden utilizar diferentes tipos de aislamientos y separaciones entre tubos que definen lo que podemos llamar un sistema estándar de suelo radiante tradicional.

Sistemas industriales y específicos para obra no residencial En aplicaciones Industriales, naves, hangares, centros deportivos, aeropuertos, etc, los sistemas de suelo radiante se deben calcular para poder responder a la emisión térmica por un lado y por otro a las cargas distribuidas (kg/m2 ) y concentradas (kN) por pesos de maquinaria, estanterías, vibración de maquinaria y cargas dinámicas.

Sistemas para renovación o reformas En reformas o renovación de edificios, el tema del espesor que ocupa un suelo radiante supone la utilización de otro tipo de componentes que reduzcan inicialmente el espesor de un suelo radiante tradicional.

SUELO RADIANTE

CASO ANÁLOGO Supermercado Penny del Grupo REWE en Colonia-Bocklemünd

SUELO RADIANTE

SUPERMERCADO PENNY DEL GRUPO REWE UBICACIÓN Alemania, Colonia

SERVICIOS: Es una sede de una cade de supermercados comerciales que está presente en 14 países europeos. Siendo Alemania el país con mas filiales activas.

Dicho supermercado cuenta con la intalación de calefacción por suelo radiante.

El favorable perfil de temperaturas en la nave se obtiene gracias a que el calor es transportado hasta adonde se precisa, es decir, hasta las personas.

Este rentable sistema de calefacción combina grandes exigencias al material con un perfil de temperaturas, costes operativos y de inversión bajos.

Las superficies que no es necesario calefaccionar, p.ej. los puntos de almacenaje y las estanterías de gran altura, simplemente se excluyen.