El impacto de los Puentes Térmicos de los huecos de fachada en la rehabilitación con SATE

Transcripción

1 El impacto de los Puentes Térmicos de los huecos de fachada en la rehabilitación con SATE Laboratorio de Control de Calidad en la Edificación del Gobierno Vasco. Universidad del País Vasco UPV/EHU Ignacio Basáñez Alfonso; Agustín de Lorenzo Urien; Alexander MartínGarín; Juan María HidalgoBetanzos; Marta EpeldeMerino; José Antonio MillánGarcía. Etxegintzaren Kalitatea Kontrolatzeko Laborategia Laboratorio de Control de Calidad en la Edificación 1

2 Índice 1. Quienes somos y qué hacemos 2. Definición de la problemática y objetivo del estudio 3. Metodología 3.1. Definición del cerramiento, hueco y SATE analizados 3.2. Definición de las simulaciones de habitación y parámetros 4. Resultados 4.1. Puente Térmico Lineal (Ψ) 4.2. Demandas de calefacción 5. Discusión y conclusiones 2

3 3 1. QUIENES SOMOS Y QUÉ HACEMOS GOBIERNO CENTRAL DEL ESTADO Normas y Leyes Básicas GOBIERNO VASCO EUSKO JAURLARITZA DIRECCIÓN DE VIVIENDA Normas de desarrollo y Normas de Control e Inspección LABORATORIO DE CONTROL DE CALIDAD DE LA EDIFICACION (LCCE) Apoyo a normativa Programas de Control de calidad Desarrollo de producto (I+D+i) Control Laboratorios y entidades Guía herramientas informativas ÁREA MECÁNICA ÁREA TÉRMICA ÁREA ACÚSTICA

4 4 Servicios: MATERIALES 1. QUIENES SOMOS Y QUÉ HACEMOS LABORATORIO DE CONTROL DE CALIDAD EN LA EDIFICACIÓN DEL GOBIERNO VASCO Ensayos de aislantes, arcillas, morteros, etc. SISTEMAS CONSTRUCTIVOS Ensayos de fachadas, ventanas, Simulaciones de Puentes Térmicos Celdas PASLINK en condiciones exteriores INSTALACIONES Simulación y optimización del funcionamiento Gestión horaria de la energía y almacenamiento ESCALA DE EDIFICIO Inspecciones con Termografía Ensayos in situ: Transmitancia de envolvente, Estudio de Condensaciones: Monitorización T y HR. Estudio de Confort Térmico: EN ISO 7730 Estanqueidad de la envolvente: Blowerdoor Ventilación efectiva: Gases trazadores

5 5 2. DEFINICIÓN DE LA PROBLEMÁTICA Y OBJETIVO DEL ESTUDIO Problema: Los proyectos de rehabilitación no realizan un estudio pormenorizado de PT. Se estima con catálogos como el del DA DBHE/3, que son generalistas. Hay poco espacio para revestir con aislamiento las mochetas, alféizar y dintel. En ocasiones: Cálculo por elementos finitos (THERM). Es complejo valorar su optimización, alcance limitado. Los PT tienen gran impacto en patologías de condensación. Propuesta: Optimización paramétrica de los espesores de aislamiento térmico en alféizar, jambas y dintel.

6 6 3. METODOLOGÍA 1. Seleccionar un cerramiento tipo de edificios existentes: 1. Extraerlo de estudios del parque inmobiliario existente. 2. Crear el modelo de simulación 2D del cerramiento base: 1. Introducir conductividades de materiales según catálogo CTE. 3. Simulación de PT del sistema SATE: 1. Definir los espesores de aislamiento térmico posibles. 2. Identificar los parámetros y seleccionar los valores a simular. 3. Resultados: valores de Puente Térmico Lineal. 4. Simulación del impacto en la Demanda de Calefacción: 1. Definir una habitación y ventana tipo 2. Seleccionar los casos de SATE a simular (Ψ de jamba, alféizar y dintel). 3. Seleccionar climatologías y orientaciones a simular. 4. Resultados: Demandas de calefacción.

7 Definición del cerramiento, hueco y SATE analizados Cerramiento: Fachada de doble hoja cerámica con cámara de aire. Hueco: Ventana de 1 x 1,2 m, con marco de aluminio RPT 4 mm. SATE: Aislamiento exterior de conductividad 0,032 W/mK y espesor variable. Materiales del cerramiento original Conductividad térmica (W/mK) Espesor (m) Mejoras Rehabilitación Conductividad t. (W/mK) ½ Pie ladrillo perforado 80 < g < 100 0,480 (R.eq. 0,23 m 2 K/W) 0,11 SATE, EPS aislamiento t. 0,032 Ladrillo Hueco Sencillo 0,550 0,06 Cámara de aire no ventilada 0,280 (R.eq. 0,18 m 2 K/W) 0,05 Marco aluminio RPT 0,750 (U. 4,00 W/m 2 K) 0,20 Marco PVC 2 cámaras 0,215 (U. 2,20 W/m 2 K) Vidrio doble 4/6/4 0,135 (U. 3,146 W/m 2 K) 0,02 Vidrio doble, BE, argón 0,041 (U. 1,512 W/m 2 K) Caja ligeramente ventilada sin aislamiento (CLVSA) 2,353 (U. 2,63 W/m 2 K) 0,20 Caja aislada (CLV CA) 0,525 (U. 1,48 W/m 2 K) Alféizar de hormigón 1,300 0,04

8 Definición del cerramiento, hueco y SATE analizados Parámetros Valores Aislamiento térmico en fachada (cm) 0, 2, 4, 6, 8, 10, 12. Aislamiento térmico en jamba y capialzado (cm) Aislamiento térmico en alféizar (cm) 0, 2, 4, 6. 0, 2, 4. Carpinterías (factor solar, conductividad) Marco y vidrio existente o nuevo

9 9 Habitación tipo: planta de 2,5 x 4,0 m altura de 2,60 m 3.2. Definición de las simulaciones de habitación y parámetros Ventana: Colocada a haz interior hueco de 1 x 1,2 m Zonas climáticas: C1, D1 y E1. Orientaciones: cálculo cada 15º

10 10 4. RESULTADOS: Puente Térmico Lineal (Ψ) Puente Térmico Lineal (Ψ) según espesores de aislamiento, continuidad en mochetas y renovación de ventana o no. Incremento de flujo de calor [%] 30% 20% 10% 0% 10% 20% 30% PT Alfeizar 0,09 0,08 ORIGINAL 0,20 0,09 0,07 0,20 0,26 0,25 0,12 0,03 0,03 0,09 SATE: ,29 0,28 0,13 0,04 0,04 0, ,30 0,32 0,33 0,30 0,15 0,05 0,05 0, ,31 0,15 0,06 0,13 0, ,32 0,16 0,06 0,14 0, ,38 PT ventana existente PT ventana nueva Transmitancia Térmica Lineal [Ψ, W/mK] Incremento de flujo de calor [%] 30% 20% 10% 0% 10% 20% 30% PT Capialzado 0,08 0,07 ORIGINAL 0,26 0,13 0,02 0,01 0,32 0,17 0,05 0,00 0,04 0,00 SATE: ,36 0,20 0,07 0,01 0,03 0,05 0,010, ,38 0,38 0,39 0,22 0,08 0,02 0,02 0,09 0,02 0,02 0,09 0,03 0,03 0,06 0,02 0, ,22 0,07 0,020, ,23 0,03 0,03 0, Destacar: En el capialzado, los cálculos se han centrado en el aumento de flujo bidireccional, no se han considerado las pérdidas unidireccionales de la caja de persiana.

11 11 4. RESULTADOS: Puente Térmico Lineal (Ψ) Destacar: El Puente Térmico aumenta en los SATE con mayores espesores de aislamiento en el frente. El Puente Térmico se reduce con el aislamiento lateral, incluso con 2cm de espesor. En el capialzado, los cálculos se corresponden con el aumento de flujo bidireccional, no se consideran las pérdidas unidireccionales de la caja de persiana. Incremento de flujo de calor [%] 40% 30% 20% 10% 0% 10% 20% 30% PT Jamba 0,41 0,38 0,40 0,36 0,33 0,13 0,14 0,27 0,28 0,09 0,11 0,34 0,12 0,04 0,05 0,14 0,37 0,14 0,16 0,05 0,00 0,06 0,02 0,39 0,15 0,06 0,00 0,07 0,02 0,17 0,40 0,16 0,07 0,01 0,01 0,08 0,18 0,42 0,16 0,07 0,01 0,01 0,08 0,19 0,38 PT ventana existente PT ventana nueva Transmitancia Térmica Lineal [Ψ, W/mK] ORIGINAL SATE:

12 12 4. RESULTADOS: Flujo de calor por fachada+ventana Destacar: Las pérdidas por la sección tipo, incluyendo el PT son muy diferentes según cada caso. Demuestra que la continuidad de aislamiento es determinante. La forma de sierra muestra que el aislamiento frontal es insuficiente Flujo Lineal Ponderado Carpintería Original (W/m) Flujo Lineal Ponderado Nueva Carpintería (W/m) Flujo de calor [W/m] ,02 0,04 0,06 0,08 0,1 0,12 Espesor del aislamiento térmico principal del SATE en fachada [m]

13 13 4. RESULTADOS: Demandas de calefacción Destacar: La demanda de calefacción se reduce en las orientaciones con mayor captación solar. El caso de SATE 4+4 tiene mejor comportamiento que el 8+0. (Tiene un efecto similar a cambiar la ventana existente) Zona climática D1 Norte Este Sur Oeste Norte Casos SATE: Fachada original 8+0 V.existente D1 4+4 V.existente D1 8+0 V.nueva D1 4+4 V.nueva D1

14 14 4. RESULTADOS: Demandas de calefacción Destacar: La demanda de calefacción se reduce en las orientaciones con mayor captación solar. El caso de SATE 4+4 tiene mejor comportamiento que el 8+0. Las zonas climáticas más severas tienen una mayor demanda de calefacción. Carpintería existente (kwh/m2/a) Carpintería renovada (kwh/m2/a) Zona climática C1 D1 E1 C1 D1 E1 Fachada sin rehabilitar 73,3 96,6 117,1 61,4 81,9 99,8 SATE 4 + 4, vent. nueva 40,4 56,4 70,8 28,5 41,4 52,9 SATE 8 + 0, vent. nueva 49,2 67,3 83,4 34,8 49,3 62,2 Demanda de calefacción [kwh/m2a Zona climática E1 Zona climática D1 Zona climática C Norte Este Sur Oeste Norte Norte Este Sur Oeste Norte Norte Este Sur Oeste Norte 4+4 V.existente E1 4+4 V.nueva E1 8+0 V.existente E1 8+0 V.nueva E1 4+4 V.existente D1 4+4 V.nueva D1 8+0 V.existente D1 8+0 V.nueva D1 4+4 V.existente C1 4+4 V.nueva C1 8+0 V.existente C1 8+0 V.nueva C1 Fachada original

15 15 5. DISCUSIÓN Y CONCLUSIONES Los PT del hueco aumentan hasta un 30% la demanda de calefacción. Se ha comprobado que los PT de los huecos de fachada (alféizar, capialzado y jambas) generan incrementos de las pérdidas de calor locales por fachada entre el 8 % y el 32%. La simulación paramétrica permite detectar la mejor solución. Se han analizado 21 soluciones de rehabilitación, 120 PT y 216 simulaciones dinámicas, con resultados relevantes: hay mayor demanda con 8 cm frontales que con 4 cm homogéneos a lo largo del perímetro de huecos de fachada. Con sólo 2 cm en el perímetro, las pérdidas por PT se reducen al 50%. Las mochetas analizadas han podido minimizarse en más de un 50% con 2 cm de aislamiento térmico en jambas, alféizar y capialzado. Se demuestra que se las mejoras son relevantes, incluso con espesores reducidos. Se han detectado puntos en torno a 14 ºC en soluciones sin continuidad de aislamiento. Existe mayor riesgo de condensaciones debido a puntos fríos interiores que favorecen la aparición de patologías asociadas a la humedad (por condensación superficial). Es necesario hacer estudios de PT en las rehabilitaciones con SATE. Los estudios deben ser más pormenorizados, antes de decidir la solución de rehabilitación y los encuentros de PT habituales; para poder optimizar los recursos, materiales y la energía.

16 GRACIAS POR SU ATENCIÓN! 16