Para diseñar edificios cómodos y ecológicos, los arquitectos e ingenieros hacen uso de las propiedades térmicas de los materiales. Los diferentes materiales de construcción tienen diferentes conductividades, lo que significa que permiten que el calor fluya a través de ellos de manera diferente. La alta conductividad, K, indica flujo de calor rápido, y la baja conductividad indica flujo de calor bajo. Las piezas más gruesas del mismo material hacen que el calor fluya más lentamente que las piezas delgadas. Por lo tanto, el rendimiento térmico real depende tanto de la conductividad como del grosor del material. Una pieza de material con conductividad K y espesor L tiene una conductancia de C = K / L, lo que indica qué tan bien puede fluir el calor a través de una pieza específica de ese material, como una pared. En los edificios, a menudo le preocupa detener el flujo de calor o aislar. El valor aislante de un objeto se llama valor R y se puede calcular como R = 1 / C = L / K.
crédito: Wavebreakmedia Ltd / Wavebreak Media / Getty Images Los materiales aislantes tienen una baja conductancia.Cálculo del valor R de una losa de concreto
Paso 1
Busque la conductividad, K, del concreto en una tabla como la del recurso 1. El concreto ligero puede tener una conductividad tan baja como 0.1 vatios por metro-kelvin, lo que lo convierte en un buen aislante. Cuanto más denso se vuelve el concreto, más conductivo es el calor. El concreto denso puede tener una conductancia tan alta como 1.8 vatios por metro kelvin. Suponga que la losa está hecha de concreto denso con una conductancia de 1.2 vatios por metro-kelvin.
Paso 2
Determine el grosor del material y conviértalo a metros. Suponga una losa de 12 pulgadas de grosor, que equivale a 0.305 metros. El calor tendría más dificultades para fluir a través de una losa gruesa que una losa delgada. Rotula el grosor L.
Paso 3
Calcule la conductividad. La conductividad de la losa aumenta con la conductancia y disminuye con el espesor. La conductividad para la losa es C = K / L = 1.2 / 0.305 = 3.93 vatios por metro ^ 2-kelvin.
Paso 4
Calcule el valor R tomando el recíproco de la conductividad C para obtener R = 1 / 3.93 = 0.254 kelvin-metro ^ 2 / watt. También puede calcular el valor R directamente como R = L / K = 0.305 / 1.2 = 0.254 kelvin-metro ^ 2 / watt. Observe que cuanto más grueso es el material, mayor es el valor R. Más de un material dado hace un mejor aislante.
