PUENTES TÉRMICOS: ASPECTO CLAVE EN LA MEJORA DE LA EFICIENCIA ENERGÉTICA

Transcripción

1 TM Demanda energética y puentes térmicos de la envolvente PUENTES TÉRMICOS: ASPECTO CLAVE EN LA MEJORA DE LA EFICIENCIA ENERGÉTICA Estándares europeos de alta eficiencia energética, donde los espesores de aislamiento térmico exigidos a los cerramientos son muy considerables, incluyen en sus metodologías definiciones concretas de los puentes térmicos a considerar en las pérdidas térmicas del edificio y obligan a realizar el cálculo de los mismos. En España, la normativa actual indica que hay que tener en cuenta estos encuentros, pero sin embargo no acota su definición ni deja clara la forma de cuantificarlos. Hoy en día existe una gran preocupación por la mejora de la eficiencia energética de las construcciones. Pero se sabe calcular las pérdidas de calor que sufre un edificio a través de los puentes térmicos? Se puede determinar la influencia de éstos en el comportamiento térmico total del edificio? / IMÁGENES: CENER Marta Sampedro Departamento de Energética Edificatoria del Centro Nacional de Energías Renovables (Cener) L os puentes térmicos son zonas de la envolvente del edificio en las que se evidencia una variación de la uniformidad de la construcción, ya sea por un cambio del espesor del cerramiento, por modificaciones en los materiales empleados, penetración de elementos constructivos con diferente conductividad térmica, etc. Los cambios en estos puntos conllevan generalmente una minoración de la resistencia térmica respecto al resto de cerramien- tos de sección constante. Esto provoca, durante las épocas frías, que la temperatura superficial de esas zonas disminuya, convirtiéndolas en partes sensibles de los edificios en las que aumenta la posibilidad de que se produzcan condensaciones superficiales. Una de las prácticas más habituales para la detección de puentes térmicos son las termografías. En ellas se puede observar cómo estos encuentros en 34

2 TM Figura 1.- Termografía de cerramiento exterior de un bloque de viviendas donde se observan los puentes térmicos de encuentro de fachada-forjado, fachada-cubierta y pilares. el exterior del edificio registran mayor temperatura que otras superficies de la envolvente y al interior su temperatura es menor. A mayor diferencia de temperatura entre ambiente y superficie se producirá mayor intercambio de calor, mayores pérdidas y un mayor riesgo de condensaciones en el interior. Hoy en día existe una gran preocupación por la mejora de la eficiencia energética de las construcciones. Los edificios deben consumir menos energía es una premisa que viene impuesta por una serie de reglamentos constructivos emergentes en nuestro país durante los últimos años. El Código Técnico de la Edificación limita la demanda energética de los edificios a través de la envolvente y establece que el procedimiento de cálculo de la demanda debe considerar las ganancias y pérdidas de energía por conducción a través de la envolvente térmica del edificio, compuesta por los cerramientos opacos, los huecos y los puentes térmicos. Sin embargo, se sabe calcular las pérdidas de calor que sufre un edificio a través de los puentes térmicos? Se puede determinar la influencia de éstos en el comportamiento térmico total del edificio? Durante los últimos años se han escuchado todo tipo de comentarios al respecto. El más común es aquel que dice que la influencia de estos elementos, en proporción a las pérdidas térmicas por conducción a través de los cerramientos del edificio, no supera el 10%. La verdad es que se desconoce el origen de este comentario generalizado, pero la experiencia de Cener demuestra una gran variabilidad de los resultados en función de las diferentes soluciones constructivas. Una de las premisas a considerar para determinar el porcentaje de pérdidas a través de los puentes térmicos en una envolvente es la transmitancia térmica media superficial de dicha envolvente. Hay que tener presente que dicho porcentaje está calculado en base a las pérdidas totales del edificio (superficiales + lineales (puentes térmicos)), que no serán iguales en un edificio sin aislar o en otro bien aislado. Pongamos un ejemplo muy sencillo CÁLCULO FUNDAMENTAL. Evaluar correctamente las características térmicas de los diversos sistemas constructivos y encuentros de la envolvente, calculando los distintos puentes térmicos que la componen, es una labor imprescindible para poder conseguir una auténtica reducción de la demanda energética en la edificación 35

3 Encuentro fachada-forjado 1977 Encuentro fachada-forjado 2013 U = 1,30 W/m²K U = 0,31 W/m²K Figura 2.- Detalles simplificados de encuentros entre fachada-forjado. para poder entender esto: supongamos la fachada de un edificio y su puente térmico de encuentro de fachada con forjado en dos épocas constructivas diferentes, como son los años 1977 y La fachada de 1977 se encuentra sin aislar y tiene una conductividad térmica superficial de 1,30 W/m²K. La fachada de 2013 tiene aislamiento térmico y una conductividad térmica superficial de 0,31 W/m²K. Sin embargo, el encuentro entre fachada y forjado es similar en ambos casos. A encuentros similares y sin aislar, su valor de transmitancia térmica lineal en ambos casos se considera similar y se supone Ψi=1,10 W/mK. La forma de cuantificar las pérdidas de calor a través de los puentes térmicos se consigue calculando el valor de flujo de calor (φ (W)) que atraviesa dicho elemento. Este valor en estado estacionario Figura 3.- Repercusión de puente térmico de encuentro de fachada-forjado sobre un metro lineal de fachada opaca en diferentes épocas. 36

4 TM Figura 4.- Comparativa entre valores de transmitancia térmica lineal asociados a encuentros de diferentes soluciones constructivas. dividido por la longitud y por la diferencia de temperatura entre los ambientes situados a cada lado del puente térmico dará como resultado la transmitancia térmica lineal (Ψ (W/mK)), que no es más que el equivalente a la transmitancia térmica superficial (U (W/m²K), utilizada para calcular las pérdidas de calor a través de los cerramientos, pero aplicada de forma lineal. De esta manera, para calcular las pérdidas de un encuentro de fachada-forjado se multiplicará dicho valor Ψ por la longitud del perímetro de la fachada. Calculemos la repercusión de los anteriores puentes térmicos sobre un metro lineal de fachada para una vivienda intermedia dentro de un bloque de 2,40 m de altura libre entre suelo y techo. Esta simplificación se ha realizado para explicar la esencia del problema: si no se reducen las pérdidas de calor debidas a los puentes térmicos de un edificio, por más que se aíslen sus superficies será imposible reducir por debajo de cierto límite la demanda térmica del mismo. Evidentemente no todos los cerramientos que componen la envolvente poseerán una U tan baja, ni todos los puentes térmicos incluidos en la envolvente tendrán un valor de Ψ tan elevado como en este ejemplo, y solo quizás, del balance de todos los cálculos realizados para las construcciones antiguas se obtuviese ese famoso dato del 10%. Sin embargo, la mejora continua de la envolvente térmica de las edificaciones actuales evidencia que la repercusión actual de los puentes térmicos es mayor que este valor. Estándares europeos de alta eficiencia energética, donde los espesores de aislamiento térmico exigidos a los cerramientos son muy considerables, incluyen en sus metodologías definiciones concretas de los puentes térmicos a considerar en las pérdidas térmicas del edificio y obligan a realizar el cálculo de los mismos. En España, la normativa actual indica que hay que tener en cuenta estos encuentros, pero sin embargo no acota su definición ni deja clara la forma de cuantificarlos. La existencia de documentos de apoyo denominados librerías de puentes térmicos es una solución razonable al problema del desconocimiento de cálculo de puentes térmicos, pero saben los técnicos qué solución constructiva asemejar a la real para incluir su valor en el cálculo? Una solución intermedia sería aprender lo que representa el valor del puente térmico y los factores más influyentes en su resultado (materiales, continuidad de aislamientos ), pudiendo así determinar el valor más adecuado para cada detalle constructivo, mientras la solución definitiva debería dirigirse hacia una formación técnica más avanzada para aprender a calcularlo, o bien hacerlo utilizando alguna herramienta de las que ya existen en el mercado (Therm, Kobra, Bisco, Trisco, etc.). Pero retomemos las premisas más importantes sobre los puentes térmicos. Para definir las pérdidas a través de un puente térmico es imprescindible saber que el valor de transmitancia térmica lineal Ψ (W/mK) depende indisociablemente de la solución constructiva a la que se encuentra ligada. Ésta es la principal premisa que se debe tener presente cuando se habla de puentes térmicos. Dos soluciones aparentemente iguales pero con un elemento de diferente material (uno de plástico frente a uno metálico) pueden dar resultados abis- 37

5 CONTEMPLADOS EN EUROPA. Estándares europeos de alta eficiencia energética incluyen en sus metodologías definiciones concretas de los puentes térmicos a considerar en las pérdidas térmicas del edificio y obligan a realizar el cálculo de los mismos Figura 5.- Esquema de aislamiento térmico continuo de toda la envolvente térmica. malmente diferentes. Los elementos con alto valor de conductividad térmica (metales, hormigones, etc.) que formen parte del encuentro del puente térmico y que comuniquen el interior del edificio con el exterior convergerán en un valor elevado de transmitancia térmica lineal para ese puente térmico, frente a la influencia positiva de los materiales de menor conductividad térmica como plásticos o maderas, entre otros, que favorecerán la reducción del mismo. De todo lo anteriormente expuesto se podría decir que la solución óptima para reducir las pérdidas térmicas a través de los puentes térmicos es la utilización de elementos muy aislantes (como puede ser una manta de aislamiento térmico), que cubra sin interrupciones la totalidad de la envolvente térmica del edificio. Este elemento aislante evitará el contacto entre el interior y el exterior de los materiales más conductivos, actuando como elemento de rotura del puente térmico. Evidentemente, a mayor espesor de dicho elemento aislante, mayor efectividad en el resultado. Por ello resultan más efectivas las soluciones donde el aislamiento térmico es continuo por el exterior (sistemas Sate), ya que permiten optar por espesores mayores, mejor continuidad (salvo en salientes de balcones donde se deben estudiar las soluciones individualmente), y en casos de rehabilitación no suponen una merma de la superficie útil de la vivienda. Hasta el momento, únicamente hemos hablado de los grandes puentes térmicos de la edificación, sin embargo las construcciones se encuentran repletas de pequeños encuentros en su composición. Un simple ladrillo conforma en sí mismo un puente térmico, puesto que no se trata de un material homogéneo a lo largo de toda su sección. Los diferentes sistemas constructivos que se utilizan habitualmente en la construcción, los encuentros constructivos más sencillos, etc. poseen en su composición elementos y/o secciones que conducen el calor de forma diversa y que pueden influir considerablemente en el comportamiento térmico del edificio. Algunos de estos sistemas constructivos, debido a su frecuente utilización y a su tradicionalidad constructiva, implementan en su valor de conductividad térmica superficial λ (W/mK) el efecto de este puente térmico, ofreciendo al usuario valores equivalentes del sistema, como sucede por ejemplo en los sistemas de fábrica de ladrillo, donde cerámica, cámaras de aire y mortero resultan elementos indisociables del sistema. En la actualidad existen gran cantidad de sistemas constructivos que no ofrecen al usuario valores de conductividad térmica equivalentes, es más, los arquitectos se encuentran inmersos en un continuo desarrollo de nuevos sistemas que abaraten la construcción donde la repercusión térmica de sus encuentros no se evalúa. A modo de conclusión se puede afirmar que evaluar correctamente las características térmicas de los diversos sistemas constructivos y encuentros de la envolvente, calculando los distintos puentes térmicos que la componen, es una labor imprescindible para poder conseguir una auténtica reducción de la demanda energética en la edificación, así como la mejora de la calificación energética de los edificios que componen nuestro parque inmobiliario. 38