Confort térmico en invierno: cálculo y variables más eficientes sobre las que actuar

Confort térmico en invierno: cálculo y variables más eficientes sobre las que actuar

El invierno se acerca, los edificios se enfrían, llega el turno de poner en marcha los sistemas de calefacción,… En este post vamos a evaluar el confort térmico en un recinto simulado y determinar sobre qué variables es más eficiente actuar cuando el frío azota
26 Noviembre 2014

Para ello, vamos a utilizar una aplicación a la que dediqué un post hace un tiempo, Fanger by Aqualogy, una app para la evaluación del ambiente térmico y que está disponible (gratis) para dispositivos móviles.

[Post relacionado: FANGER by Aqualogy, cálculo del confort térmico en lugares de trabajo]

DATOS DE ENTRADA y CÁLCULO DEL CONFORT TÉRMICO

Supongamos un espacio cerrado dentro de un edificio: un centro de trabajo, una vivienda, un lugar de pública concurrencia, etcétera. Imaginémoslo a primera hora de una mañana fría, o tras unos días sin uso. 

La temperatura en el recinto es de 17ºC y humedad relativa del 70%.

Además de estas dos variables, para el cálculo del ambiente térmico se necesitan otras cuatro variables. Dos dependen del ambiente:

  • temperatura radiante media en el recinto que, en las condiciones descritas, puede ser muy similar a la temperatura ambiente. Asumimos pues los mismos 17ºC. Para una lectura precisa, se puede utilizar un termómetro de globo;

  • temperatura del aire que, al no estar encendido ningún aparato de climatización, en el recinto asumimos que son los mismos 17ºC que hay en el ambiente.

Las otras dos variables dependen de los individuos:

  • actividad metabólica medida en W/m2, mide la cantidad de calor que el cuerpo humano necesita disipar al ambiente por metro cuadrado de piel [1] para alcanzar el balance térmico según la actividad realizada. Dicha actividad se mide en MET y depende del metabolismo de cada persona.

Como referencia, estos son algunos ejemplos de MET en función de la actividad:

  • Durmiendo, 0.8 met = 46,56 W/m2;
  • Una persona sentada relajada, 1 met = 58,2 W/m2;
  • Caminando, 3.4 met = 197,88 W/m2;
  • Corriendo, 9.5 met = 552,9 W/m2.

Vamos a considerar un MET de 1,2 (69,84 W/m2) [1 MET= 58,2 W/m2] correspondiente a la realización de un trabajo generalmente sentado, pero no relajado, con cierta actividad física.

  • La segunda variable individual es el aislamiento térmico del vestido que se mide en “clo” [2]. Con un “uniforme de trabajo standard” clo = 0,8.

Con todos estos estos datos, podemos rellenar todos los campos necesarios en la pantalla entrada de variables de la aplicación. En estas condiciones, se obtiene un PMV (valor promedio de sensación térmica) de -1,34. Un 42,36% de las personas trabajando o permaneciendo en estas condiciones se sentirán insatisfechas (PPD) [ver referencia 3: Nota Técnica de Prevención 779]

Imagen con capturas de las pantallas de introducción de datos y resultados de la aplicación:

MEJORAR EL CONFORT TÉRMICO ACTUANDO SOBRE LAS VARIABLES MÁS EFICIENTES

Aparte de los resultados obtenidos, la aplicación devuelve también unas tablas simulando el impacto en los índices de confort según diferentes valores de las variables, marcando en verde los casos en que las variables dejarían el índice de confort PMV dentro del rango aceptable de -0,5 y +0,5. En el ejemplo de este post, son estas:

Como el objetivo es establecer un nivel de confort aceptable (entre -0,5 y + 0,5 PMV) aplicando criterios de eficiencia energética (y económica), las variables siguen el siguiente orden según su influencia en el índice de confort PMV:

  1. actividad metabólica;
  2. aislamiento térmico de la vestimenta;
  3. temperatura del aire;
  4. velocidad del aire;
  5. humedad relativa.

Estas son algunas posibles acciones a establecer:

  • realizar a primera hora las tareas de mayor actividad física. Simplemente elevando el índice metabólico a 81,48 W/m2 (1,4 MET), el índice de confort térmico pasa de -1,34 a -0,85 PMV;

  • en estas condiciones, si una persona utiliza una prenda de invierno para interior (clo=1,0), el indice de confort térmico ya se sitúa en un rango aceptable (-0,5 PMV) y el porcentaje previsto de personas insatisfechas es de PPD=10,14%;

  • a partir de aquí, podemos utilizar los sistemas de climatización para ajustar el nivel óptimo de confort (llevar PMV a 0) que será ahora mucho más rápido, económico y saludable, una vez se ha actuado sobre las variables anteriores de actividad y abrigo.

Como muestra, decir que si la primera acción fuera recurrir a sistemas de calefacción y no actuar sobre la actividad o la ropa de trabajo, se necesitaría alcanzar una temperatura de 23ºC para entrar "por los pelos" en el rango aceptable de confort -0,5<PMV<+0,5. El nivel óptimo de confort se consigue con una temperatura entre 25-26ºC.

En lugar de ello, o al menos como complemento a los sistemas de calefacción, queda demostrado que acciones de planificación y organización de tareas y de utilización de prendas de trabajo con mayor aislamiento térmico pueden tener un mayor impacto sobre el confort térmico, además de positivos beneficios colaterales.

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Referencias:

[1] WIKIPEDIA. 22 FEB 2014. Índice metabólico. http://es.wikipedia.org/wiki/Índice_metabólico. Consultado 25 nov 2014.

[2] WIKIPEDIA. 8 nov 2013. Clo. http://es.wikipedia.org/wiki/Clo. Consultado 25 nov 2014.

[3] HERNÁNDEZ CALLEJA, A. NTP 779: Bienestar térmico: criterios de diseño para ambientes térmicos confortables. http://www.insht.es/InshtWeb/Contenidos/Documentacion/FichasTecnicas/NTP/Ficheros/752a783/nTP-779.pdf. Instituto Nacional de Seguridad e Higiene en el Trabajo. Consultado 24 noviembre 2014.

Bibliografía:

MAIRAL, David. PREVENCIÓN INTEGRAL. 21 julio 2014. Review: FANGER by Aqualogy, cálculo del confort térmico en lugares de trabajo. http://www.prevencionintegral.com/comunidad/blog/aragon-valley/2014/07/18/review-fanger-aqualogy-calculo-confort-termico-en-lugares-trabajo. Consultado 24 noviembre 2014.

ARAGON VALLEY. 21 julio 2014. "Cómo calcular el confort térmico y actuar sobre las variables más eficientes”. http://www.aragonvalley.com/como-calcular-confort-termico-actuar-sobre-variables-eficientes/. Consultado 25 nov 2014.

HERNÁNDEZ CALLEJA, A. NTP 779: Bienestar térmico: criterios de diseño para ambientes térmicos confortables. http://www.insht.es/InshtWeb/Contenidos/Documentacion/FichasTecnicas/NTP/Ficheros/752a783/nTP-779.pdf. Instituto Nacional de Seguridad e Higiene en el Trabajo. Consultado 24 noviembre 2014.

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