10. - La Teoría y la Práctica - ISOBIO: transmitancia térmica medida y calculada PASSIVHAUS. 10º aniversario PEP. vivir mejor con menos energía

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Raquel Victoria Montes Sánchez
hace 5 años
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1 - La Teoría y la Práctica - ISOBIO: transmitancia térmica medida y calculada

ISOBIO Proyecto Europeo, 4 años de duración: 2015-2019 Apartado de Materiales: Envolvente de los Edificios,

origen biológico, con 50% menos de energía incorporada que los aislamientos derivados del petróleo, un 20%

2 ISOBIO Proyecto Europeo, 4 años de duración: Apartado de Materiales: Envolvente de los Edificios, EeB , del programa Horizon2020 Objetivo: Desarrollo de nuevos materiales aislantes y revocos de origen biológico, con 50% menos de energía incorporada que los aislamientos derivados del petróleo, un 20% de aumento en las prestaciones térmicas, a un coste 15% inferior, con una mejora en la calidad del aire interior

3 CO2 fase de uso vs. CO2 embebida en los materiales Oficinas Almacenes Supermercados Viviendas ANTES AHORA Fuente: Sturgis Associates Indicative whole life carbon emissions

4 - La Teoría y la Práctica -

5 La Teoría y la Práctica: El Performance gap Consumo modelado en CALENER-GT vs. Consumo medido 21 edificios de la Universidad de Zaragoza Desviación media + 30 % Promedio medido Promedio calculado Fuente: María Herrando 2015

6 Medir > mejorar > innovar: Passivhaus Lo que no se mide, no se puede mejorar Lord Kelvin

Passivhaus: posibles controles de la obra terminada Estanqueidad: medir con ensayo Blower Door ISO 9972 Ventilación: medir temperaturas, caudal de aire & consumo eléctrico Puentes térmicos:

7 Passivhaus: posibles controles de la obra terminada Estanqueidad: medir con ensayo Blower Door ISO 9972 Ventilación: medir temperaturas, caudal de aire & consumo eléctrico Puentes térmicos: medir con pares termo-eléctricos & sondas temperatura + termografía Ventanas: medir flujo de calor & temperaturas U in-situ ISO 9869 Aislamiento: medir flujo de calor & temperaturas U in-situ ISO 9869

8 Medición in-situ U, ISO 9869 Donde: U corregido = q T i T e R q U corregido = transmitancia térmica, corregido para las perturbaciones del sensor de flujo de calor [W/m2 K] q = densidad de flujo de calor φ/a [W/m2] T i = temperatura (del ambiente) interior [ºC or K] T e = temperatura (del ambiente) exterior [ºC or K] R = resistencia térmica del sensor de flujo de calor [m2 K/W]

9 Medición in-situ U, ISO sensores de flujo de calor [W/m2] 2 x pares termoeléctricos [Tsi & Tse] Calentador [mantiene Ti] Sondas de temperatura de aire [Ti & Te] Datalogger [@ 5/10/30 min.]

10 Kit de medición in-situ, ISO 9869

11 Medición in-situ U, ISO 9869

12 Medición in-situ U, ISO 9869 Requiere: Que el elementa tenga una temperatura y distribución de humedad estable durante el ensayo Un sensor de flujo de calor protegido de la radiación solar, es decir, al interior.

13 Medición in-situ U, ISO 9869: Condiciones Elementos ligeros: 1. Medición de preferencia durante la noche Elementos de mayor peso: 1. Mínimo 72h, en ciclos completos de 24h 2. Resistencia térmica R al final de periodo, ± 5 % de la R 24 h antes 3. Resistencia térmica R del primer periodo, durante INT(2 x D T /3)d, ± 5 % de la R del segundo periodo de la misma duración, donde D T = duración en días, INT es la parte entera

14 Medición in-situ U, ISO 9869: ISOBIO HIVE, Wrougton Test Cell, Sevilla

15 ISOBIO: demostradores Test-Cell, Acciona, Sevilla, España HIVE, Wroughton, Universidad de Bath, Reino Unido

Panel ISOBIO para nueva construcción 1. Enlucido de arcilla + cáñamo, 15mm 2. Tablero de paja termo-comprimida, 40mm 3.1 Listones de madera de pino, 50mm 3.2 Aislamiento cáñamo-algod.-lino, 50mm 4.

16 Panel ISOBIO para nueva construcción 1. Enlucido de arcilla + cáñamo, 15mm 2. Tablero de paja termo-comprimida, 40mm 3.1 Listones de madera de pino, 50mm 3.2 Aislamiento cáñamo-algod.-lino, 50mm 4. Membrana hermética Sd variable 5. Tablero OSB 3, 12mm 6.1 Estructura de madera de pino, 145mm 6.2 Aislamiento cáñamo-algod.-lino, 145mm 7. Aislamiento rígido de cáñamo, 50mm 8. Revoco de cal + cáñamo, 25mm Espesor total = 332 mm U calculado = 0,179 W/m2 K

17 Panel ISOBIO para nueva construcción

18 Panel ISOBIO para nueva construcción

19 Panel ISOBIO para nueva construcción

20 Panel ISOBIO para nueva construcción

Panel ISOBIO p/nueva construcción, cálculo U Resistencia superficial Interior [m²k/w] 0,13 Resistencia superficial Exterior[m²K/W] 0,04 Material [Sección 1] Espesor [mm] λ, HR=50% [W/m K] Material λ,

21 Panel ISOBIO p/nueva construcción, cálculo U Resistencia superficial Interior [m²k/w] 0,13 Resistencia superficial Exterior[m²K/W] 0,04 Material [Sección 1] Espesor [mm] λ, HR=50% [W/m K] Material λ, HR=50% Material λ, HR=50% [Sección 2] [W/m K] [Sección 3] [W/m K] Revoco de cal y cáñamo 25 0,141 Aislamiento rígido de cáñamo 50 0,080 Aislamiento de cáñamo, algodón y lino 145 0,040 Madera 0,133 Tablero de OSB ,162 Membrana hermética-control de vapor 0,25 2,413 Aislamiento de cáñamo, algodón y lino 45 0,040 Madera 0,133 Tablero de paja comprimida 40 0,125 Revoco de arcilla y cáñamo 15 0,631 Espesor total [mm] 332 % Sec. 1: % Sec. 2: % Sec. 3: 100,0% 0,0% 0,0% Resistencia térmica, límite superior R ' T [m²k/w] 6,13 Resistencia térmica, límite inferior R " T [m²k/w] 6,13 Resistencia térmica, R T [m²k/w] 6,13 Estimación de error 0% U calculado ISO 6946 [W/m2 K] 0,16 50 % HR Resistencia térmica, límite superior R ' T [m²k/w] 6,13 Resistencia térmica, límite inferior R " T [m²k/w] 6,13 Resistencia térmica, R T [m²k/w] 6,13 Estimación de error 0% U calculado S/PUENTE TÉRM. ISO 6946 [W/m2 K] 0,16 Sin elementos de puente térmico

22 λ en función del contenido de agua Aislamiento ISOBIO rígido cáñamo, cálculo λ 50 HR:

23 λ en función de contenido de agua Aislamiento ISOBIO rígido cáñamo, cálculo λ 50 HR:

24 Resultados, panel ISOBIO: HIVE, Reino Unido Clima: templado frío Periodo 24 Mar. 14 Feb Promedio, flujo de calor [W/m2] 3,9 Promedio, Temp. Aire Int. [ºC] 25,6 Promedio, Temp. Aire Ext. [ºC] 2,4 Prom. ΔT Int.-Ext. Temp. Aire [ºC] 23,2 U medido ISO 9869 [W/m2 K] 0,169 U calculado ISO 6946 [W/m2 K] 0,163 Desviación medido vs. calculado [%] 4%

25 Condiciones para cumplir con ISO 9869: Resultados, panel ISOBIO: HIVE, Reino Unido Condición Requisito Resultado Cumple? 1 Duración mínima 72h R final ± 5% de R 24h antes de final -0,2% 3 R 1er periodo ± 5% del 2o periodo -3,2%

26 Resultados, panel ISOBIO: HIVE, Reino Unido

27 Resultados, panel ISOBIO: HIVE, Reino Unido

28 Resultados, panel ISOBIO: HIVE, Reino Unido

29 Resultados, panel ISOBIO: HIVE, Reino Unido

30 Resultados, panel ISOBIO: HIVE, Reino Unido

31 Resultados, panel ISOBIO: Test Cell, Sevilla Clima: templado cálido Periodo 2-8 Agosto 2018: Promedio, flujo de calor [W/m2] -2,3 Promedio, Temp. Aire Int. [ºC] 22,7 Promedio, Temp. Aire Ext. [ºC] 33,3 Prom. ΔT Int.-Ext. Temp. Aire [ºC] -10,6 U medido ISO 9869 [W/m2 K] 0,219 U calculado ISO 6946 [W/m2 K] 0,163 Desviación medido vs. calculado [%] 34%

32 Resultados, panel ISOBIO: Test Cell, Sevilla Condiciones para cumplir con ISO 9869: Condición Requisito Resultado Cumple? 1 Duración mínima 72h R final ± 5% de R 24h antes de final 1,3% 3 R 1er periodo ± 5% del 2o periodo -6,0%

33 Resultados, panel ISOBIO: Test Cell, Sevilla

34 Resultados, panel ISOBIO: Test Cell, Sevilla

35 Resultados, panel ISOBIO: Test Cell, Sevilla

36 Resultados, panel ISOBIO: Test Cell, Sevilla

37 Resultados, muro referencia n/constr.: HIVE, Reino Un.

38 Resultados, muro referencia rehab.: HIVE, Reino Un.

39 Conclusiones La teoría y la práctica pueden combinar, funcionar, y podemos entender porque: el fundamento de Passivhaus. La medición in-situ de ISO 9869 es una herramienta útil para comprobar la calidad de ejecución de un elemento, o la U de un edificio existente previo a la rehabilitación EnerPHit. Inconveniente: largo tiempo medición y posibles incertidumbres Aún con efectos higrotérmicos dinámicos complejos, el cálculo de transmitancia térmica en régimen estacionaria (ISO 6946, PHPP) da resultados fiables, siempre y cuando las condiciones de contorno y propiedades térmicas de los materiales sean realistas.

40 Conclusiones Los materiales de origen biológico tienen un comportamiento térmico predecible y de alto rendimiento Importante tomar en cuenta el contenido de agua de los materiales (especialmente aislamientos) en los cálculos Es necesario comprobar la transmitancia térmica de los edificios Passivhaus? Por defecto, no, pero puede ayudar en caso de detectar consumos indebidos Mayor utilidad en obras de rehabilitación EnerPHit Climas cálidos: importante tener Δ T suficiente para tener resultados fiables, con más de un sensor de flujo de calor, sobre elementos orientados a norte

41 ISOBIO: página web

Consultor Passivhaus Progetic Socio de ISOBIO El proyecto ISOBIO se realiza gracias a la subvención N 636835 otorgada

42 Consultor Passivhaus Progetic Socio de ISOBIO El proyecto ISOBIO se realiza gracias a la subvención N otorgada por la Unión Europea. ostyle@progetic.com

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