CONDENSACIONES SUPERFICIALES EN PUENTES TÉRMICOS DEBIDO AL INCREMENTO DE LAS EXIGENCIAS REGLAMENTARIAS DE AHORRO DE ENERGÍA EN LOS EDIFICIOS

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1 CONDENSACIONES SUPERFICIALES EN PUENTES TÉRMICOS DEBIDO AL INCREMENTO DE LAS EXIGENCIAS REGLAMENTARIAS DE AHORRO DE ENERGÍA EN LOS EDIFICIOS M.J. GAVIRA Arquitcto IETcc (CSIC) Madrid; España E. LARRUMBIDE Dr. Arquitcto IETcc (CSIC) Madrid; España RESUMEN El Documnto Básico DB-HE Ahorro d Enrgía dl Código Técnico d la Edificación, ha sido actualizado a través d la Ordn FOM/1635/2013. En sta actualización l documnto stablc nuvas xigncias d limitación d dmanda nrgética más strictas lo qu conllva un mayor aislaminto térmico d los crramintos d los dificios, qu, si no va acompañado d un cuidado disño y jcución d punts térmicos, pud gnrar futuras patologías por condnsacions n los mismos. El risgo d aparición d condnsacions va a dpndr d varios factors, ntr llos, l propio disño dl lmnto constructivo, y las condicions intriors y xtriors al crraminto. 1. INTRODUCCIÓN La Dirctiva 2010/31/UE dl Parlamnto Europo y dl Consjo d 19 d mayo d 2010 rlativa a la ficincia nrgética d los dificios, rfundición d la antrior Dirctiva 2002/91/CE, stablc un ndurciminto d los rquisitos mínimos d ficincia nrgética xigibls a los dificios, prsiguindo objtivos más ambiciosos, tals como consguir dificios d consumo d nrgía casi nulo. Un 40 % dl consumo total d nrgía n la Unión Europa corrspond a los dificios, por llo, la rducción dl consumo d nrgía y l uso d nrgía procdnt d funts rnovabls n l sctor d la dificación constituyn una part important d las mdidas ncsarias para rducir la dpndncia nrgética d la Unión y las misions d gass d fcto invrnadro. Los Estados mimbros dbn tomar las mdidas ncsarias para garantizar qu s stablzcan unos rquisitos mínimos d ficincia nrgética d los dificios con l fin d alcanzar nivls óptimos d rntabilidad. En st contxto s nmarca la actualización dl Documnto Básico Ahorro d Enrgía (DB HE) dl Código Técnico d la Edificación (CTE), complmntándos con la aprobación dl Ral Dcrto 235/2013, sobr l procdiminto básico para la crtificación d la ficincia nrgética d los dificios. Esta actualización conllva un ndurciminto d las xigncias d dmanda nrgética, qu s traduc n la ncsidad d colocar más aislaminto térmico n los crramintos para podr dar cumpliminto a las mismas. Est incrmnto d aislaminto n los crramintos pud conllvar un posibl risgo d formación d condnsacions suprficials n punts térmicos si no s cuida l disño y jcución d los mismos. 1

2 S considran punts térmicos las unions ntr lmntos constructivos o zonas n las qu la nvolvnt cambia d composición constructiva dond pudn manifstars cambios n los flujos d calor y disminución n las tmpraturas suprficials intriors. 2. OBJETIVOS El prsnt Estudio prtnd analizar l comportaminto d los punts trmicos n los dificios dsd l punto d vista d la problmática dl risgo d formación d condnsacions n su suprfici intrior. Para llo, s valuarán algunos d los punts térmicos más habituals n los dificios, con l nivl d aislaminto qu pud dar cumpliminto a las xigncias d limitación d dmanda dl CTE. S dtrminarán las tmpraturas suprficials n los puntos críticos mdiant simulación con un modlo rprsntativo dl dtall constructivo. Adicionalmnt, s prtnd valorar aqullas situacions qu pudn dars n climas spañols no rfljadas por las condicions d contorno stablcidas rglamntariamnt, como aqullos casos n los qu la vivinda no dispon d sistma d calfacción y pudn alcanzars n invirno tmpraturas intriors infrior a 20ºC. 3. METODOLOGÍA Dtrminación d la tmpratura suprficial n punts térmicos El cálculo d la tmpratura suprficial n punts térmicos s raliza sgún la norma UNE-EN ISO 10211: La distribución d tmpratura dntro d una construcción y l flujo d calor qu la atravisa s calculan a partir d un dtall constructivo dtrminado y unas condicions d contorno dfinidas. El modlo gométrico s divid n un númro d células d matrial adyacnts, cada una con una conductividad térmica homogéna. Rprsntado l modlo dl punt térmico, y dfinidas sus condicions d contorno intrior y xtrior, l cálculo aporta la distribución d tmpraturas, pudindo dtrminars los puntos con tmpratura más baja, y suscptibls d tnr risgo d formación d condnsacions supficials. Una vz dtrminada la tmpratura suprficial, ésta s xprsa mdiant l factor d rsistncia suprficial intrior, frsi, qu s calcula mdiant la cuación: Sindo: si f Rsimin = (1) i i si la tmpratura suprficial xtrior n l ms d nro. la tmpratura intrior. la tmpratura suprficial intrior obtnida. Para l cálculo d la distribución d tmpraturas s ha utilizado la hrraminta Thrm (vrsión 6.3), qu prmit gnrar un modlo bidimnsional dl punt térmico y analizar su comportaminto n régimn stacionario. Como rsistncia suprficial intrior s utiliza l valor R si = 0,25 m 2 K/W (En Thrm, Film Cofficint=4 W/m 2 K), y como rsistncia suprficial xtrior, l valor R s = 0,04 m 2 K/W Evaluación dl risgo d formación d condnsacions suprficials Para las condicions d contorno d tmpraturas s mpla como tmpratura intrior 20º C y como tmpratura xtrior 0ª C. Para dtrminar las tmpraturas intriors mínimas, por dbajo d las cuals xist risgo d formación moho, s ha mplado la siguint xprsión: 2

3 Sindo: f simin Rsimin = i (2) i simin la tmpratura suprficial xtrior n l ms d nro. la tmpratura intrior. la tmpratura suprficial intrior mínima obtnida d la siguint xprsión: simin Psat 237,3log 610,5 = Psat 17,269 log 610,5 (3) P sat la prsión d saturación máxima acptabl n la suprfici, sgún la siguint xprsión: sat Pi 0,8 P (4) Dond, P i s la prsión d vapor (Pa) obtnida d la siguint xprsión: P i i 2337 (5) i s la humdad rlativa intrior (n tanto por 1). Para obtnrs la prsión d vapor d saturación s mplan dos xprsions: Si la tmpratura (θ) s mayor o igual a 0 ºC: Psat 17,269,5 237, (6) Si la tmpratura (θ) s mnor qu 0 ºC: Psat 21,875,5 265, (7) Para la humdad rlativa intrior, s considran las class higrotérmicas stablcidas por la norma UNE EN ISO y rcogidas también n Documnto d Apoyo (DA DB-HE/2), Comprobación d limitación d condnsacions suprficials intrsticials n los crramintos. Para l caso d studio s ha considrado una clas higrotémica 3 (55%), para la cual sgún las xprsions antriors s dtrmina una tmpratura mínima intrior d 14,1º C. 3

4 Ejmplos a considrar S planta l studio d dos solucions constructivas difrnts, un pilar intgrado n fachada y un ncuntro d forjado n fachada. En ambas solucions s planta l studio d la incidncia qu supon la la modificación dl spsor dl aislaminto térmico para las difrnts zonas climáticas d invirno n la pnínsula ibérica. Las caractrísticas técnicas d las solucions constructivas mpladas son las qu s indican n la tabla 1. Tabla 1. Caractrísticas técnicas d los matrials Las trasmitancias térmicas mpladas n ambas solucions constructivas son ligramnt supriors a las indicadas n l Apéndic E, valors orintativos d los parámtros caractrísticos d la nvolvnt térmica sub apartado E.2, parámtros caractrísticos d la nvolvnt térmica, d la Scción HE 1, limitación d la dmanda nrgética dl Documnto DB HE Ahorro d nrgía d Dichos valors son los rcogidos n la tabla 2. Tabla 2. Transmitancias térmicas d los crramintos, sgún zona climática. Cálculo d frsi,min Una vz introducidos los modlos n l programa Thrm, s obtinn las tmpraturas mínimas intriors, aplicándos postriormnt la xprsión [2] para dtrminar l frsimin. Modificación d las condicions d contorno Finalmnt s planta la modificación d las condicions d contorno, varíandos la tmpratura xtrior d los 0º C unas condicions d tmpratura propias d las zonas climáticas dtrminadas n l DB HE 1 d RESULTADOS Para las solucions constructicas considradas con los spsors rcomndados n l Anjo E2, s obtin los rsultados indicados n la tabla 3. Tabla 3. Rsultados d tmpratura intrior y frsi para las solucions constructivas contmpladas. Los flujos d nrgía qu s producn por l punt térmico son los qu s rcogn n la figura 1. 4

5 Figura 1. Flujo d calor n difrnts solucions. Las variacions qu s producn n las tmpraturas para los dtalls considrados son los qu s manifistan n la figura 2. Para la solución dl pilar intgrado s ha incluido una solución con 20 cm d aislaminto. Figura 2. Tmpraturas crramintos. 4. CONCLUSIONES Las conclusions más rlvants d los studios ralizados son las siguints: 5

6 Como s pud aprciar n la figura 1, la intnsidad dl flujo nrgético s incrmnta a mdida qu s aumnta l spsor dl aislaminto n la part dl muro aislado. Por lo qu rspcta a la tmpratura suprficial intrior, s aprcia qu n l dtall dl pilar intgrado d la figura 2, a mdida qu s aumnta l spsor dl aislaminto s obsrva qu la tmpratura d la squina n la qu s concntran los vctors d flujo va aumntando. Sin mbargo la tmpratura d la cara dl pilar va dismninuyndo a mdida qu s incrmnta l spsor dl aislaminto, llgando a 20 cm.con sto s concluy qu la incidncia dl punt térmico s mayor cuanto más d dscuida l aislaminto dl punt térmico. Finalmnt la modidificación d las condicions d contorno, n st caso, la altración d las tmpraturas xtriors n los difrnts dtalls contmpados, s aprcia qu para cada solución constructiva, s obtinn los mismos rsultados dl frsi, obtniéndos difrnts tmpraturas intriors, sindo más altas a mdida qu las condicions xtriors son más suavs. Esto dtrmina como conclusión qu la mtodología d obtnr l frsi d un crraminto pud no sr adcuada para comprobar l risgo d condnsacions n punts térmicos n dtrminadas circunstancias, ya qu s basa n una rlación proporcional. En stos casos pud sr más adcuado stablcr la mtodología d comparar las tmpraturas mínimas intriors. 5. REFERENCIAS [1] Ral Dcrto 314/2006 d 17 d marzo (BOE 28 d marzo d 2006). Código Técnico d la Edificación. Ministrio d Vivinda. [2] Norma UNE EN ISO Octubr d Caractrísticas higrotérmicas d los lmntos y componnts d la dificación. Tmpratura suprficial intrior para vitar la humdad suprficial crítica y la condnsación intrsticial. Métodos d cálculo. [3] Ordn FOM/1635/2013, d 10 d sptimbr, por la qu s actualiza l Documnto Básico DB-HE «Ahorro d Enrgía», dl Código Técnico d la Edificación, aprobado por Ral Dcrto 314/2006, d 17 d marzo. Boltín Oficial dl Estado, núm. 219, 12 d sptimbr d 2013, pp [4] Ral Dcrto 314/2006 d 17 d marzo (BOE 28 d marzo d 2006). Código Técnico d la Edificación. Ministrio d Vivinda [5] Documnto d Apoyo al Documnto Básico DB-HE Ahorro d Enrgía (DA DB-HE/2), Comprobación d limitación d condnsacions suprficials intrsticials n los crramintos. Ministrio d Fomnto. Octubr [6] Documnto d Apoyo al Documnto Básico DB-HE Ahorro d Enrgía (DA DB-HE/3), Punts térmicos. Ministrio d Fomnto. Enro [7] Larrumbid Gómz-Rubira, Enriqu. Patologías asociadas a la rhabilitación nrgética: comportaminto higrotérmico. Actas Cursos Avanzados Eduardo Torroja: rhabilitación y habitabilidad. IETcc-CSIC. Madrid, ISBN: [8] Larrumbid Gómz-Rubira, Enriqu. Patologías asociadas a la rhabilitación nrgética: condnsacions. Actas dl Curso d spcialización S5E: Sostnibilidad: Eficincia nrgética, Evaluación d Edificios y Estructuras: La habitabilidad n l CTE: novdads y aplicación a dificios xistnts. CSIC-CISDEM-UPM. Madrid, ISBN: [9] Larrumbid Gómz-Rubira, Enriqu; Gavira Galocha, M. J. "Clima, binstar térmico y dmanda nrgética". Actas dl Curso d spcialización S5E: Sostnibilidad: Eficincia nrgética, Evaluación d Edificios y Estructuras. CSIC-CISDEM-UPM. Madrid, España, ISBN: [10] Larrumbid Gómz-Rubira, Enriqu; t al. La problmática d las Condnsacions n las islas Canarias, rfridas a dificios xistnts. Jornadas Intrnacionals d Invstigación n Construcción: Vivinda, pasado, prsnt y futuro. IETcc. Madrid, novimbr d Libro rsúmns ISBN: CD ISBN: Páginas: 7. 6