Aerotermia para chalets con grandes ventanales y espacios de doble altura

Este tipo de chalet me da más quebraderos de cabeza que cualquier otro. Y no es porque sean difíciles de climatizar, es porque casi nadie los calcula bien la primera vez.

Ventanales del suelo al techo, salón con doble altura, arquitectura abierta sin apenas tabiques. Es precioso, y arquitectónicamente tiene todo el sentido. Pero térmicamente es un bicho totalmente distinto a una casa normal, y si lo calculas con la regla de siempre te vas a quedar corto. Siempre corto, nunca al revés.

1. El resumen para quien tiene prisa

En un chalet con ventanales grandes y doble altura, el cálculo de carga térmica por metro cuadrado que usarías en una vivienda convencional se queda corto entre un 20% y un 40%, dependiendo de cuánto cristal tenga la fachada y de la orientación. Y el aire, en la zona de doble altura, se estratifica: arriba puede haber 4-5 °C más que abajo si no metes una solución específica para moverlo. Aerotermia sí funciona aquí, y muy bien, pero hay que dimensionarla distinto y casi siempre hace falta zonificar.

Dicho esto, vamos al detalle, que es donde está lo importante.

2. Por qué el cristal cambia todo el cálculo

Coeficiente U: lo que de verdad marca la diferencia

Un muro bien aislado tiene un coeficiente de transmitancia térmica (U) de alrededor de 0,25-0,35 W/m²K. Un ventanal de doble acristalamiento con buena carpintería anda por 1,1-1,6 W/m²K. Es decir, por ese cristal se cuela entre 3 y 5 veces más calor (o frío, en invierno) que por el mismo metro cuadrado de fachada opaca.

Y en estos chalets, el ventanal no es una ventana normal de 1,5 m². Estamos hablando de paños de cristal de 15, 20, a veces 30 m² en un solo salón. Cuando calculas la carga térmica sumando metros cuadrados de suelo, sin diferenciar cuánto de esa fachada es cristal y cuánto es muro, el resultado que sale está mal desde el primer paso.

Yo cuando llego a uno de estos proyectos pido siempre la ficha técnica de la carpintería. Si el arquitecto o el cliente no la tiene a mano, pregunto directamente por el fabricante y el tipo de vidrio. No es un capricho técnico, es que sin ese dato el cálculo de potencia que te dé cualquiera va a ser una aproximación con muy poco fundamento.

Orientación del ventanal: no es lo mismo norte que oeste

Esto lo digo siempre y a veces me miran raro, pero es así de simple: un ventanal orientado a sur o sureste recibe radiación solar directa buena parte del día en invierno, lo cual ayuda a calentar la casa gratis. El mismo ventanal a norte no recibe casi nada, así que en invierno pierde calor sin compensación.

Pero el problema gordo lo tienes en verano con orientación oeste. El sol de la tarde entra bajo y directo, y un ventanal grande a oeste puede convertir un salón en un invernadero entre las cinco y las ocho de la tarde en julio. Ahí no hay aerotermia que compense bien si no se ha pensado antes en protección solar (voladizos, lamas, toldo). Se lo digo siempre al cliente: la máquina no arregla un problema de diseño de fachada, lo alivia.

3. Doble altura: el aire caliente sube y se queda arriba

Esto es física pura y no hay vuelta que darle. El aire caliente pesa menos y sube. En un salón de doble altura, de 5-6 metros hasta la cumbrera, si no haces nada especial, te vas a encontrar una diferencia de temperatura entre la planta baja y la parte alta que puede llegar tranquilamente a 4-5 °C.

En invierno esto significa que abajo, donde vive la gente, hace frío mientras arriba, donde no hay nadie, la temperatura sube y sube. En verano el problema se invierte pero de otra forma: el calor se acumula arriba, cerca del techo, y esa masa de aire caliente hace que el sistema trabaje más de lo necesario si la sonda de temperatura del split o del fancoil está mal ubicada.

Lo que hago yo en estos casos, según el proyecto:

• Ventiladores de techo de gran diámetro (ceiling fans) girando lento en invierno, en sentido horario visto desde abajo, para empujar el aire caliente acumulado arriba hacia abajo sin generar sensación de corriente
• Rejillas de impulsión en altura media, no solo arriba del todo, para que la difusión de aire climatizado no se quede atrapada en la zona alta
• En proyectos con conductos, calcular el caudal de aire pensando en esta estratificación, no con la fórmula estándar de m³/h por m² de suelo

4. Cómo dimensiono yo estos chalets (y por qué no vale la regla de siempre)

La regla clásica de 100 frigorías por metro cuadrado, o su equivalente en kW por m² para aerotermia, está pensada para vivienda convencional con proporción normal de ventana/muro (típicamente 15-25% de la fachada en cristal). En estos chalets esa proporción se dispara al 50%, al 60%, a veces más.

Lo que hago en la práctica: calculo la carga térmica diferenciando superficie opaca y superficie acristalada, aplico el coeficiente U de cada una, sumo la orientación y sumo el volumen real del espacio (no la superficie en planta, el volumen, porque en doble altura hay mucho más aire que climatizar del que parece en el plano).

Para que te hagas una idea con un ejemplo real de chalet que llevamos, en la zona de Bétera: salón-cocina de 65 m² en planta pero con 5,5 m de altura en la zona del salón, ventanal continuo de 22 m² a orientación este-sur. Con la regla estándar de frigorías/m² hubiéramos dimensionado para una carga de refrigeración bastante inferior a la real. Calculando con el volumen y el cristal como corresponde, la carga subió cerca de un 30% sobre esa primera estimación. Con el equipo mal dimensionado, esa casa no hubiera enfriado bien en agosto ni calentado bien en enero.

Si quieres ver cómo dimensiono un chalet normal, sin estas singularidades, tienes la base del cálculo en qué bomba de calor necesitas según los m² de tu vivienda. Aquí lo que cambia es que ese cálculo de base hay que corregirlo por el cristal, por el volumen y por la orientación.

5. Dónde va la emisión de calor en espacios así

Suelo radiante como base

En prácticamente todos estos chalets recomendamos suelo radiante como emisor de base para calefacción. Y hay una razón térmica de peso además de la de confort: el calor sale desde abajo, que es justo donde vive la gente, y sube de forma natural. En un espacio de doble altura esto compensa parcialmente la estratificación de la que hablaba antes, porque el calor nace en el punto más bajo en vez de nacer ya arriba como pasaría con radiadores altos.

Por qué un fancoil en la parte alta cambia el juego

El suelo radiante solo no basta para refrigeración en estos espacios, porque el suelo frío tiene un límite de potencia frigorífica bastante ajustado (no puedes bajar mucho la temperatura del suelo sin riesgo de condensación). En un salón de doble altura con ventanal grande a oeste, en agosto, el suelo radiante en modo frío no da abasto.

Ahí es donde meto un fancoil, normalmente en la parte alta o en una zona intermedia, conectado al mismo circuito de aerotermia. Refuerza la refrigeración justo donde más carga hay, y de paso ayuda a mover el aire y romper la estratificación en verano también.

6. Airzone o zonificación: aquí no es un capricho

En una casa normal, zonificar es una mejora de confort. En un chalet con espacios abiertos de doble altura, zonificar es prácticamente obligatorio si quieres que el sistema funcione bien.

El motivo es sencillo: si tienes salón, cocina abierta y zona de doble altura todo bajo la misma demanda del termostato, el sistema va a intentar climatizar todo por igual, y ya hemos visto que la parte alta y la parte baja no se comportan igual térmicamente. Con Airzone puedes independizar zonas, dar más caudal a la zona alta en invierno cuando hace falta romper la estratificación, y menos en la zona baja donde ya está caliente por el suelo radiante.

Esto también te permite, por ejemplo, tener el ventanal orientado a oeste con una zona propia que se adelante a refrigerar antes de que llegue el sol de la tarde, sin que eso afecte al resto de la casa.

7. Puentes térmicos en carpinterías grandes: lo que reviso siempre

Cuando el ventanal es grande, el marco también lo es. Y el marco, por bueno que sea, siempre transmite más que el cristal. En carpinterías de gran formato, con perfiles largos y encuentros con la estructura, el puente térmico en el perímetro del marco puede suponer una pérdida nada despreciable si el aislamiento perimetral no está bien resuelto.

Lo que reviso en obra, cuando llego a tiempo de verlo antes de cerrar el hueco:

• Que el aislamiento perimetral de la carpintería esté continuo, sin cortes
• Que no haya puente térmico directo entre el perfil de aluminio (si es aluminio sin rotura de puente térmico, mala señal) y la estructura de hormigón
• Rotura de puente térmico en la propia carpintería, que en estos proyectos debería ser un mínimo, no una opción

Si esto no está bien resuelto, por mucho que dimensiones bien la aerotermia, vas a tener una zona fría pegada al ventanal en invierno que ningún cálculo de potencia arregla del todo.

8. Un caso que me sirve para explicar esto bien

El chalet de Bétera que mencioné antes es un buen ejemplo de todo lo anterior junto. Salón de doble altura con ventanal continuo a dos orientaciones, suelo radiante en toda la planta baja, fancoil en la cota alta del salón y Airzone dividiendo salón-cocina, zona de noche y la propia zona alta como área independiente.

El cliente al principio quería un sistema más sencillo, un monobloc estándar sin zonificación, porque en la vivienda anterior le había funcionado bien. Le expliqué que esa vivienda anterior no tenía ni el cristal ni la altura de esta, y que aplicar la misma solución era casi garantizado que iba a dar problemas de confort en la zona alta. Al final fuimos con la zonificación y el fancoil complementario, y el resultado, con dos veranos e inviernos ya de por medio, está siendo el esperado: sin puntos fríos ni calientes marcados entre planta baja y zona alta.

9. Lo que le cuento al cliente antes de que decida los ventanales

Esto lo digo siempre que puedo, aunque a veces llego tarde porque el proyecto de arquitectura ya está cerrado: si vas a poner ventanales grandes, sobre todo a oeste, piensa en protección solar desde el proyecto. Un voladizo bien calculado, unas lamas orientables, un toldo motorizado. Cualquier cosa que reduzca la radiación directa en las horas de más calor te va a ahorrar potencia de climatización, consumo, y sobre todo confort.

Y si el proyecto ya está cerrado y los ventanales van a ir sin protección solar, no pasa nada, se puede climatizar igual, pero hay que ser conscientes de que la carga en verano va a ser más alta y hay que dimensionar en consecuencia. Prefiero decirlo antes de instalar que después, cuando el cliente se pregunta por qué en agosto a las seis de la tarde el salón sigue caldeado aunque el aire lleve todo el día encendido.

Y una última cosa, ya que hablamos de esto: la ubicación de la unidad exterior en estos chalets suele tener menos restricciones de espacio, porque son parcelas grandes, pero las distancias a ventanales de doble altura hay que revisarlas igual que a cualquier ventana de dormitorio. Lo tienes desarrollado en dónde colocar la unidad exterior de aerotermia en un chalet.

Preguntas frecuentes

¿La aerotermia funciona bien en chalets con muchos ventanales?

Sí, funciona muy bien, pero hay que dimensionarla distinto. La carga térmica por el cristal es entre 3 y 5 veces mayor que por muro opaco, así que el cálculo de potencia tiene que diferenciar superficie acristalada de superficie de fachada, y no usar la regla estándar de frigorías por metro cuadrado sin más.

¿Cuánto sube la carga térmica con ventanales grandes respecto a una casa normal?

En proyectos que hemos calculado, la diferencia frente al cálculo estándar por m² suele estar entre un 20% y un 40% más, dependiendo del porcentaje de fachada acristalada y de la orientación. Un ventanal a oeste sin protección solar es el que más carga añade.

¿Hace falta zonificar en un salón de doble altura?

En la práctica, sí. La temperatura entre la parte baja y la parte alta de un espacio de doble altura puede diferir 4-5 °C si no se gestiona por separado. Con Airzone puedes dar distinto caudal y distinta consigna a cada zona, y evitar puntos fríos o calientes marcados.

¿Suelo radiante o fancoil en estos espacios?

Los dos, normalmente combinados. El suelo radiante funciona muy bien como base de calefacción, porque el calor nace abajo y compensa parte de la estratificación. Pero en refrigeración, en espacios de doble altura con mucho cristal, el suelo solo no suele dar suficiente potencia, y ahí se complementa con un fancoil en la parte alta.

¿Se puede evitar el problema del calor acumulado arriba sin obra?

Los ventiladores de techo de gran diámetro ayudan bastante, girando lento en sentido horario en invierno para bajar el aire caliente acumulado sin generar corriente molesta. No sustituyen a una buena zonificación, pero son un refuerzo sencillo y sin obra.

¿Importa mucho la orientación del ventanal a la hora de elegir el sistema?

Sí, bastante. Un ventanal a sur o sureste ayuda a calentar la casa de forma gratuita en invierno. Uno a oeste, en cambio, es el que más problemas da en verano por la radiación solar directa de la tarde, y ahí conviene pensar en protección solar además del propio sistema de climatización.

Presupuesto gratis y sin compromiso