Descarga la aplicación para disfrutar aún más
Vista previa del material en texto
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL NORDESTE - FACULTAD DE ARQUITECTURA Y URBANISMO Cátedra: CONSTRUCCIONES II DISEÑO HIGROTÉRMICO DE COMPONENTES DE LA ENVOLVENTE EDILICIA: Conceptos básicos, verificaciones y normativa de aplicación Arq. Herminia M. ALÍAS - Arq. Claudia A. PILAR - Arq. Guillermo J. JACOBO 1 DISEÑO HIGROTÉRMICO DE COMPONENTES DE LA ENVOLVENTE EDILICIA: Conceptos básicos, verificaciones y normativa de aplicación El adecuado diseño tecnológico - constructivo de los cerramientos perimetrales de los edificios es fundamental para el acondicionamiento higrotérmico de los espacios arquitectónicos, determinando los niveles de confort que se verificarán con el uso. Para ello es necesario tener en claro los conceptos teóricos referidos a los procesos físicos de intercambio de humedad y temperatura. Además es necesario verificar los cerramientos mediante el método de cálculo propuesto por el IRAM (Instituto Argentino de Racionalización de Materiales) que permite, de forma simple y sencilla, modelizar matemáticamente la performance de los cerramientos (muros, pisos y techos), comparándola con ciertos valores que representan las condiciones mínimas aceptables. La normativa técnica vigente, tanto a nivel nacional como internacional, está en permanente proceso de ajuste adecuándose a los avances en el conocimiento acerca del confort humano, de los principios físicos de intercambio de calor y humedad, de nuevas técnicas constructivas, materiales y de la concientización de los usuarios sobre la necesidad de reducir sustancialmente los consumos energéticos en la edificación sin detrimento de la calidad ambiental de los espacios interiores. Desde la Cátedra CONSTRUCCIONES II, se impulsa la actualización frente a las novedades normativas, y la transmsión de estas cuestiones a los estudiantes (futuros arquitectos), brindándoles herramientas técnicas para evaluar el comportamiento higrotérmico de los elementos que conforman la piel de los edificios que diseñarán y que a partir de su concreción constructiva, se transformarán en el escenario de la vida de la sociedad. Aquí se exponen sintéticamente conceptos básicos referentes y de aplicación a las verificaciones higrotérmicas de los componentes los cerramientos perimetrales de los edificios, con miras al logro del confort interior de los ambientes. 1. Caracterización del clima regional: muy cálido húmedo 1.1. Norma IRAM 11603 / 96: Acondicionamiento térmico de edificios. Clasificación bioambiental de la República Argentina La norma establece una zonificación general del país en ZONAS BIOAMBIENTALES, que se definen de acuerdo con el mapa siguiente. No obstante, aclara que las condiciones microclimáticas prevalecerán sobre las generales de la zona bioambiental. La región NEA se halla comprendida en la zona I (a y b): muy cálida húmeda, donde los valores de Temperatura efectiva corregida media, en el día típicamente cálido, son superiores a 26,3ºC. Durante la época caliente todos los sectores presentan valores de temperatura máxima superiores a 34ºC y valores medios superiores a 26ºC, con amplitudes térmicas siempre inferiores a los 15ºC. La tensión de vapor mínima es de 1870 Pa (14 mm Hg) y aumenta según el eje Suroeste-Noreste. El período invernal es poco significativo con temperaturas medias durante el mes más frío superiores a los 12ºC. Zona I: muy cálida Zona II: cálida Zona III: templada cálida Zona IV: templada fría Zona V: fría Zona VI: muy fría La zona se subdivide en 2 subzonas, a y b, en función de las amplitudes térmicas: Subzona Ia: amplitudes térmicas mayores de 14ºC. Subzona Ib: amplitudes térmicas menores de 14ºC. La norma recomienda colores claros en paredes exteriores y techos y gran aislación térmica en techos y en las paredes orientadas al este y al oeste. UNIVERSIDAD NACIONAL DEL NORDESTE - FACULTAD DE ARQUITECTURA Y URBANISMO Cátedra: CONSTRUCCIONES II DISEÑO HIGROTÉRMICO DE COMPONENTES DE LA ENVOLVENTE EDILICIA: Conceptos básicos, verificaciones y normativa de aplicación Arq. Herminia M. ALÍAS - Arq. Claudia A. PILAR - Arq. Guillermo J. JACOBO 2 2. Aislamiento Térmico - Conceptos Básicos 2.1. Objetivos del aislamiento térmico El aislamiento térmico apunta a la obtención de varias finalidades: 1. Evitar las fugas de calor. 2. Evitar las ganancias de calor (problema crítico en términos del confort en nuestra zona bioambiental). 3. Poder lograr determinadas temperaturas en las superficies de los cerramientos. 4. Impedir que se produzcan los problemas de condensación perjudiciales. 2.2: Procedimientos básicos de aislación El aislamiento térmico puede ser obtenido: 1. Por la resistencia térmica de los materiales (materiales buenos aislantes térmicos permiten obtener gran resistencia con pequeños espesores y malos aislantes térmicos es necesario aplicarlos en grandes espesores para lograr una resistencia aceptable). 2. Por la forma de colocar los elementos, adoptando disposiciones que no favorezcan el pasaje del calor (alternando con cámaras de aire, metales pulidos a la vista o en contacto con el aire, etc.). 3. Por una integración de los dos procedimientos anteriores: usando materiales de buenas características aislantes, dispuestos de manera adecuada. La aislación térmica de los edificios depende no solamente de los espesores de las capas de aislación sino también del control de pérdidas producidas por puentes térmicos, infiltraciones y de la superficie y calidad de las aberturas. 2.3. Formas de transferencia del calor - Principios fundamentales de la transferencia de calor Cuando entre dos regiones del espacio existe una diferencia de temperatura, se produce una transmisión de calor del cuerpo más caliente al más frío, la que tiende a anular dicha diferencia. La transferencia podrá realizarse de dos maneras fundamentales: en forma de calor latente: cuando el cuerpo que recibe la energía térmica no altera su temperatura; esa energía es utilizada para producir un cambio de estado físico. en forma de calor sensible: la transferencia se hace con modificación de la temperatura de los cuerpos -salvo que los cuerpos tengan igual temperatura- pudiendo efectuarse de tres maneras: 1º)radiación - 2º)conducción - 3º)convección). 2.3.1. Transferencia por radiación: todo cuerpo emite ondas de energía a expensas de su energía calorífica; estas radiaciones atraviesan el espacio sin necesitar la presencia de materia para su propagación. Al ser interceptadas por los cuerpos son parcialmente absorbidas por éstos, transformándose en calor y elevando su temperatura. La diferencia entre la transmisión por radiación y la transferencia por conducción y convección es que la primera, para producirse, no necesita ni el contacto de los cuerpos que intercambian calor ni la presencia de materia entre ellos. El mecanismo se basa en la ley de Prevost: Todo cuerpo cuya temperatura es superior al cero absoluto emite energía radiante. Ésta emisión se hace a expensas de la energía interna del cuerpo, cuya temperatura disminuye. La energía proveniente del cuerpo emisor llega a otro elemento material, al que se impone la única condición de no ser transparente para la radiación incidente; en éstas condiciones, la parte de ésta que atraviesa su superficie es absorbida por el cuerpo receptor, cuya energía interna y por lo tanto su temperatura, aumenta. Una cierta fracción del flujo incidente, que depende de la naturaleza de la superficie, es absorbida y el resto, reflejada. La fracción reflejada se llama poder reflectante de la superficie y se designa con “r”. La fracción absorbida es el poder absorbente y se designa “a”. El poder reflectante y el poder absorbente son números abstractos, comprendidos entre 0 y 1. Evidentemente, para una superficie opaca r+a=1. La cantidad de energía radiante emitida por unidad de tiempo y unidad de superficie es el poder emisivo “e”, que puede definirse tambiéncomo el flujo radiante emitido por unidad de área. Si el poder absorbente a de una superficie dada es grande, el poder emisivo e de la misma es también grande. Una superficie plateada tiene un alto poder reflectante y por lo tanto, pequeños poderes absorbentes y emisivos. 2.3.2. Transferencia por conducción: la conducción del calor puede tener lugar únicamente cuando las diferentes partes del cuerpo se encuentran a temperaturas diferentes y la dirección del flujo calorífico, es siempre, de los puntos de mayor a los de menor temperatura. La conducción se caracteriza por transferir el calor de molécula a molécula e implica el contacto molecular; la diferencia de temperaturas entre dos porciones de un sólido opaco en reposo, o de dos sólidos en contacto, provoca el pasaje de una cantidad de calor de una a otra en el sentido de las temperaturas decrecientes. No hay desplazamientos relativos de las partículas del cuerpo. Es, por lo tanto, la forma de transferencia característica de sólidos y líquidos donde el contacto molecular es permanente. UNIVERSIDAD NACIONAL DEL NORDESTE - FACULTAD DE ARQUITECTURA Y URBANISMO Cátedra: CONSTRUCCIONES II DISEÑO HIGROTÉRMICO DE COMPONENTES DE LA ENVOLVENTE EDILICIA: Conceptos básicos, verificaciones y normativa de aplicación Arq. Herminia M. ALÍAS - Arq. Claudia A. PILAR - Arq. Guillermo J. JACOBO 3 En el estado gaseoso, en cambio, las moléculas dispersas y separadas entre sí entran en contacto únicamente cuando se producen entre ellas colisiones casuales y en ese momento brevísimo la cantidad transferida es muy poca. Se considera una lámina de sección transversal F y espesor e. Toda la cara izquierda de la lámina se mantiene a la temperatura t2 y la cara derecha a temperatura inferior t1. El calor pasa a través de la lámina de izquierda a derecha (de la zona de mayor temperatura a la de menor temperatura). El cuerpo es homogéneo e isótropo desde el punto de vista térmico. Después de haber mantenido las caras de la lámina durante tiempo suficiente a las temperaturas t1 y t2 se comprueba que la temperatura en los puntos interiores de la lámina disminuye uniformemente con la distancia, desde la cara caliente a la fría. En cada punto, sin embargo, permanece constante la temperatura en todo momento. Se dice que la lámina está en “estado estacionario”. La cantidad de calor que atraviesa la lámina por unidad de tiempo, en el estado estacionario o de régimen, es directamente proporcional a la superficie F y a la diferencia de temperatura (t2-t1) e inversamente proporcional al espesor. Q cond. = . F (t2 - t1) . h e : coeficiente de conductividad térmica. Es un coeficiente representativo del material y depende de la sustancia de la lámina. Se expresa en W / m ºk. (watts / metros * grados Kelvin) Es una propiedad de los cuerpos y, por lo tanto, función de su estado físico, siendo mayor para los sólidos que para los líquidos o gases. Los valores de para distintos materiales de uso corriente en la construcción de muros se dan en tablas. h: tiempo que se considera para la transferencia. es función de una cantidad de variables tales como: temperatura estructura interna peso específico aparente contenido de humedad en los materiales higroscópicos composición en los cuerpos compuestos edad posición del punto No existe el aislante térmico perfecto y no puede llegar al valor 0. La transmisión del calor puede disminuirse pero nunca anularse. 2.3.3. Transferencia por convección: la convección es la propagación del calor de un lugar a otro por un movimiento real de la sustancia caliente. Se requiere un medio material y se realiza con movimiento de partículas o moléculas que en contacto con cuerpos calientes se calientan a su vez y luego se desplazan acarreando cierta cantidad de calor. Si la sustancia tiene que tener moléculas que puedan desplazarse, podrá únicamente pertenecer al grupo de los fluidos (un líquido o un gas), quedando excluidos los sólidos. Son, en construcciones, más comunes las influencias de los gases. Si la sustancia caliente se mueve a causa de diferencias de densidad causadas por modificación de su estado térmico, el proceso se llama Convección natural o libre. Si, en cambio, dicho movimiento se obtiene mediante aparatos como ventiladores o compresores (si se trata de gases) o bombas (en el caso de líquidos), se llama Convección forzada. 3. Transmitancia Térmica - Cálculo del coeficiente “K” - Conceptos básicos 3.1. Consideraciones - Concepto: Cuanto menor sea el coeficiente de transmitancia térmica (K) mejor será el aislamiento. Se mide la transmitancia (o transmisión térmica) de una pared, por la cantidad de calor que deja pasar un metro cuadrado de la misma, durante una hora (unidad de tiempo), por cada grado de diferencia de temperatura entre el interior y el exterior. La unidad de K es W / m2 ºk (Watts / metros cuadrados * grados Kelvin). El coeficiente K de cualquier elemento constructivo es el recíproco de su resistencia; así pues, K=1/R. La resistencia R es la suma de las resistencias de cada parte de que se compone el elemento constructivo, y su unidad es m2 ºk / W. Por lo tanto: R=Rsi+Rse+Rca+R1+R2...+Rn ó 1 . = 1 .+e .+ 1 .+ 1 . K ie c.a. UNIVERSIDAD NACIONAL DEL NORDESTE - FACULTAD DE ARQUITECTURA Y URBANISMO Cátedra: CONSTRUCCIONES II DISEÑO HIGROTÉRMICO DE COMPONENTES DE LA ENVOLVENTE EDILICIA: Conceptos básicos, verificaciones y normativa de aplicación Arq. Herminia M. ALÍAS - Arq. Claudia A. PILAR - Arq. Guillermo J. JACOBO 4 es la conductancia superficial o pelicular (externa o interna), que combina los procesos de convección y radiación. La inversa de ; 1/es la resistencia térmica superficial o pelicular (externa o interna). En muros de buen poder aislante la influencia de los coeficientes es poca. En ciertos materiales de espesores definidos suele darse la cantidad de energía que atraviesa en condiciones unitarias de tiempo y diferencias de temperatura; ese valor recibe el nombre de “coeficiente de conductancia” (si es lo que pasa por m. de espesor, para una cantidad distinta pasará /e, la resistencia será e/). Rsi (1 / i) es la resistencia superficial o pelicular interna, la resistencia de la superficie interior; esto es, la propiedad aislante de la delgada capa de aire en reposo que se encuentra inmediatamente detrás del material. Esta capa se encuentra en reposo debido a la aspereza (a veces microscópica) de la superficie, y al estar en reposo no transmite el calor por convección. A medida que aumenta la distancia a la superficie, el aire empieza a moverse. En la resistencia de la superficie interior influye la emisividad de la superficie. Rse (1 / e) es la resistencia superficial o pelicular externa, la resistencia de la capa de aire en reposo que hay en la superficie exterior. A menudo se supone que este valor varía según el grado de exposición del edificio, pero para hallar los coeficientes K estándar no se tienen en cuenta las variaciones (que tienen muy poca influencia en la respuesta final), utilizándose los valores tabulados que siguen (IRAM 11601/88): Rca es la resistencia de las cámaras de aire que haya dentro del elemento. Si hay más de una cámara de aire, se ponen en la ecuación tantos coeficientes Rca como cámaras de aire haya. Los coeficientes estándar tabulados son los que siguen (IRAM 11601/88). Las columnas de “emisividad superficial” se refieren a la emisividad de los materiales que forman los lados de la cámara de aire. R1, R2...Rn ó e1/1, e2/2...en/n son las resistencias de cada capa del muro. es el coeficiente de conductividad térmica del material. El conocimiento de R=1/K permite resolver una serie de posibilidades: Dado el espesor y el material de un murose pueden determinar K ó R. Fijado el K o el R a obtener se deja libre el resto; siendo i ye constantes, para un caso dado e y son las variables; el problema se resuelve fijando uno de ellos. Por ejemplo, fijando el espesor se determina y luego se elige el material que responda a las necesidades constructivas y a dicho ; o bien determinado el material, se conoce así y se calcula luego el espesor a dar. Esto ocurre cuando el muro es homogéneo (de un mismo material en todo su espesor). Pero lo más común es que el muro sea heterogéneo. 3.2. Gradiente de temperaturas Para pared plana, homogénea y régimen permanente, la variación de temperatura en el interior del núcleo responde a una ley lineal, siendo su gradiente constante y negativo. Siendo el gradiente la diferencia de temperatura entre dos puntos, en un momento dado, dividida por la distancia entre dichos puntos, es pues, la variación de temperatura por unidad de longitud en sentido horizontal. En los casos de muros planos, régimen permanente, pero heterogéneos, el gradiente será de líneas quebradas (una poligonal), pero sí será lineal para cada capa que compone el muro heterogéneo. El gradiente de temperatura está provocado por las resistencias térmicas opuestas al pasaje de la energía térmica. Puede admitirse que las caídas de temperatura son proporcionales a las resistencias que las provocan; la inclinación del gradiente depende de la resistencia opuesta: a mayor resistencia, mayor pendiente de la recta. ¿CÓMO CALCULAR LA TRANSMITANCIA TÉRMICA DE UN CERRAMIENTO?: 3.3. Norma IRAM 11601/96: ACONDICIONAMIENTO TERMICO DE EDIFICIOS. METODOS DE CÁLCULO. Propiedades térmicas de componentes y elementos de construcción en régimen estacionario. Establece los valores y métodos fundamentales para el cálculo de las propiedades térmicas de los componentes y elementos de construcción en régimen estacionario (cálculo de la resistencia térmica de un componente, homogéneo o heterogéneo, cálculo de la transmitancia térmica, etc). Contiene métodos simplificados para el cálculo de elementos planos homogéneos. Estos métodos pueden ser aplicados siempre que el cálculo de la estructura en cuestión no esté contemplado en otras normas que tratan los puentes térmicos (por ejemplo IRAM 11605). UNIVERSIDAD NACIONAL DEL NORDESTE - FACULTAD DE ARQUITECTURA Y URBANISMO Cátedra: CONSTRUCCIONES II DISEÑO HIGROTÉRMICO DE COMPONENTES DE LA ENVOLVENTE EDILICIA: Conceptos básicos, verificaciones y normativa de aplicación Arq. Herminia M. ALÍAS - Arq. Claudia A. PILAR - Arq. Guillermo J. JACOBO 6 Tabla 1: Resistencias térmicas superficiales. Fuente: IRAM 11601/96 - Tabla 2. Interior, Rsi Exterior, Rse Dirección del flujo de calor Dirección del flujo de calor Horizontal (muros) Ascendente (techos, invierno) Descendente (techos, verano) Horizontal (muros) Ascendente (techos, invierno) Descendente (techos, verano) 0,13 0,10 0,17 0,04 0,04 0,04 Tabla 2: Resistencia térmica de cámaras de aire no ventiladas, en las cuales las medidas superficiales son mucho mayores que el espesor. Fuente: IRAM 11601/96 - Tabla 3. Estado de las superficies de la cámara de aire Espesor de la capa de aire Resistencia térmica, en m2K/W Dirección del flujo de calor mm Horizontal (muros) Ascendente (techos, invierno) Descendente (techos, verano) Superficies de mediana o alta emitancia 5 0,11 0,11 0,11 (es decir, no reflectivas). 10 0,14 0,13 0,16 (Caso general) 20 0,16 0,14 0,18 50 a 100 0,17 0,14 0,21 Una o ambas superficies de baja emitancia 5 0,17 0,17 0,17 (es decir, reflectivas) 10 0,29 0,23 0,29 20 0,37 0,25 0,43 50 a 100 0,34 0,27 0,61 3.3.1. Procedimiento de cálculo de "K": Para ordenar y facilitar los cálculos necesarios para la obtención del valor de la transmitancia térmica de un componente se incluyó a continuación la Tabla 3, con un ejemplo concreto para el caso de un muro doble con cámara de aire no ventilada. Tabla 3: Cálculo ejemplificativo del coeficiente K de un muro exterior. Fuente: elaboración propia en base a IRAM 11601/96 y 11605/96. UNIVERSIDAD NACIONAL DEL NORDESTE - FACULTAD DE ARQUITECTURA Y URBANISMO Cátedra: CONSTRUCCIONES II DISEÑO HIGROTÉRMICO DE COMPONENTES DE LA ENVOLVENTE EDILICIA: Conceptos básicos, verificaciones y normativa de aplicación Arq. Herminia M. ALÍAS - Arq. Claudia A. PILAR - Arq. Guillermo J. JACOBO 7 CÁLCULO DEL COEFICIENTE DE TRANSMITANCIA TÉRMICA K DE MUROS DE CERRAMIENTO SEGÚN NORMAS IRAM 11601/96 Y 11605/96 Elemento 1 ladrillos comunes macizos Zona y Subzona bioambiental 2 cámara de aire no ventilada Ib 3 azotado hidrófugo MCI 1:3 Época del año 1 ladrillos comunes macizos verano Sentido flujo de calor horizontal Columna 1 Columna 2 Columna 3 Columna 4 Columna 5 Capas espesor coeficiente de resistencia Peso Peso Constitutivas conductividad térmica específico superficial "e" térmica "" "e / " o tablas 7 y 8 "" "m" = . e (m) (W / m ºk) (m2 ºk / W) (tn / m3) (tn / m2) tabla 6 IRAM 11601 tabla 6 IRAM 11601 Rse (1 / e) (tabla 2 IRAM 11601) - - 0,04 - - 1 0,12 0,81 0,148148148 1,6 0,192 2 0,05 - 0,17 - - 3 0,02 1,13 0,017699115 2 0,04 1 0,12 0,81 0,148148148 1,6 0,192 Rsi (1 / i) (tabla 2 IRAM 11601) - - 0,13 - - TOTAL 0,31 0,653995411 0,424 1,529062716 W/m2 ºk 1,53 < 1,80 Zona Bioambiental I y II Nivel A 0,45 Nivel B 1,10 Nivel C 1,80 muro doble con cámara de aire estanca Estos valores corresponden a elementos de cerramiento cuya superficie exterior presenta un coeficiente de absorción de la radiación solar de 0,7 +/- 0,1. Para coeficientes menores que 0,6 se deben incrementar los valores de K máx. adm. en un 20%. Para coeficientes mayores que 0,8 se deben disminuir los valores de K máx. adm. en un 15%. Transmitancias térmicas máximas admisibles de muros para verano, W / m2 ºk, según IRAM 11605/96 El comitente de la obra o autoridad de aplicación correspondiente debe establecer cuando se haga referencia a esta norma, cuál de los niveles prescriptos es el que se debe verificar. CUMPLE CON EL NIVEL "C" DEFINIDO EN IRAM 11605/96 Transmitancia térmica del componente (K de diseño) = 1/R = Transmitancia térmica de acuerdo con norma IRAM 11605/96: En este caso se desea verificar el nivel C . Como datos generales se identifica en primer lugar el proyecto en el cual se usa el componente del cual se desea calcular la transmitancia térmica, identificando asimismo su tipo (muro, piso, techo). Después se procede como se indica a continuación: 1. Se define la época del año considerada en el cálculo: invierno o verano (en este caso se trata de verano). 2. Se indica el sentido del flujo de calor (ascendente, horizontal o descendente). En este caso, por tratarse de un muro, el sentido del flujo del calor es horizontal. 3. Se especifica la zona y subzona bioambiental donde se implanta el edificio cuyo componente está siendo verificado, según las indicaciones de norma IRAM 11603/96. Para las localidades de Resistencia (Chaco) y Corrientes, la zona bioambiental es la “I” y la subzona es la “b”. 4. Se especifican las capas del elemento constructivo, del exterior al interior. UNIVERSIDAD NACIONAL DEL NORDESTE - FACULTAD DE ARQUITECTURA Y URBANISMO Cátedra: CONSTRUCCIONES II DISEÑO HIGROTÉRMICO DE COMPONENTES DE LA ENVOLVENTE EDILICIA: Conceptos básicos, verificaciones y normativa de aplicación Arq. Herminia M. ALÍAS - Arq. Claudia A. PILAR - Arq. Guillermo J. JACOBO 8 5. Se especifica la resistencia térmica superficial exterior (Rse): se adopta el valor de tabla 2 de IRAM 11601/96: Rse=0,04 m 2K/W 6. Se indican en la columna 1 los espesores de cada capa constitutiva del componente constructivo, que dependen exclusivamente de la voluntad del proyectista. 7. En la columna 2 se indica el valor de conductividad térmica de cada capa homogénea, según tabla 6 de IRAM 11601/96.No es necesario usar esta columna en el caso de cámaras de aire, de bloques y ladrillos huecos cerámicos o de hormigón, de forjados de bloques cerámicos huecos o de capas de poco espesor que no contribuyen a la resistencia térmica, tales como barreras de vapor, láminas de aluminio, etc. 8. En la columna 3 se calcula la resistencia térmica ( R ) de cada capa, según las siguientes alternativas: 8.1. Para capas homogéneas, se calcula R dividiendo el espesor (e) de la columna 1 por la conductividad térmica () de la columna 2. 8.2. Para ladrillos y bloques cerámicos huecos o para bloques de hormigón, se usan los valores de R dados en las tablas 7 y 8 de IRAM 11601/96. 8.3. Para forjados (losas cerámicas) se usan los valores orientativos de transmitancia térmica (K) dados en la tabla 9 de IRAM 11601/96, y a partir de ellos se calcula la resistencia térmica total (1/K) y se restan las resistencias térmicas superficiales interior y exterior (tabla 2), obteniendo así la resistencia térmica del forjado. 8.4. Para las cámaras de aire no ventiladas, se usan los valores de R dados en la tabla 3. 8.5. Para las cámaras de aire ventiladas en verano, se considera a la cámara como no ventilada, usando los valores de la tabla 3. 8.6. Para cámaras de aire ventiladas en invierno se usa un procedimiento de cálculo más complejo, para lo que se recomienda ver la norma IRAM 11601/96, apartado 5.2.2. 9. En la columna 4 se indica la densidad o peso específico del material correspondiente a cada capa. 10. En la columna 5 se calcula la masa de cada capa, por unidad de superficie, de la siguiente forma: 10.1. Para capas homogéneas, se multiplica el espesor (columna 1) por la densidad (columna 4). 10.2. En caso de bloques y ladrillos cerámicos huecos o bloques de hormigón, se adoptan los valores de las tablas 7 y 8, respectivamente. 10.3. En caso de forjados con bloques cerámicos huecos (losas cerámicas), se calcula de acuerdo con la densidad de la capa de compresión de masa de los bloques y la masa por unidad de longitud de las viguetas. 11. Se especifica la resistencia térmica superficial interior (Rsi): se adopta el valor de tabla 2 de IRAM 11601/96: Rsi=0,13 m 2K/W 12. Se suman los espesores de las capas (consignados en la columna 1) para obtener el espesor total del componente. 13. Se suman las resistencias térmicas de las capas (consignadas en la columna 4) para obtener la resistencia térmica total del componente (RT). 14. Se suman las masas por unidad de superficie de las capas para obtener la masa por unidad de superficie del componente. 15. Se calcula la Transmitancia Térmica del componente (K), con la fórmula siguiente: K=1/RT, aproximando al 0,01 W/m2K. En el caso de ventanas verticales, se usan directamente los valores de la tabla 10, sin calcular las resistencias de capas y superficies. 16. Se define el nivel que ha de verificarse (A, B ó C) y en función de este nivel se obtiene la transmitancia térmica máxima admisible en IRAM 11605/96. 17. Se compara la transmitancia térmica K calculada con la máxima admisible según el nivel a que se apunte. Si dicha transmitancia calculada es menor que la máxima obtenida de tabla de IRAM 11605/96, el componente cumple con la norma IRAM 11605/96. 3.4. Norma IRAM 11605/96: Acondicionamiento Térmico de Edificios. Condiciones de Habitabilidad en Edificios. Valores máximos de transmitancia térmica en cerramientos opacos. Esta norma establece los valores máximos de transmitancia térmica aplicables a muros y techos de edificios de viviendas, para asegurar condiciones mínimas de habitabilidad. Además, la norma establece los criterios de evaluación de los puentes térmicos. Establece tres niveles de exigencia (A: Recomendado; B: Medio y C: Mínimo), donde el nivel C (el más bajo) corresponde a la transmitancia para evitar el riesgo de condensación superficial en condiciones normales de uso y controlar excesos de disconfort en verano (sería éste el nivel que alcanza generalmente el sector de la vivienda de interés social, con costos mínimos). Los otros niveles son más exigentes en cuanto al comportamiento tanto en invierno como en verano: el nivel A corresponde a la transmitancia térmica necesaria para conseguir una optimización energética y por ello económica, en los sistemas de calefacción y de las capas de materiales aislantes en la construcción (sería aplicable por los comitentes y proyectistas que busquen excelentes condiciones de confort y mayor eficiencia energética); el nivel B corresponde a la transmitancia térmica que asegure aceptables condiciones de confort térmico a través del control de la temperatura superficial interior en invierno, contemplando también los requerimientos de confort en edificios con acondicionamiento natural en verano (correspondería a los valores aceptables de un comitente del sector privado). Es el comitente de la obra o la autoridad de aplicación correspondiente quien deberá establecer, cuando se haga referencia a esta norma, cuál de los niveles prescriptos es el que se debe verificar. UNIVERSIDAD NACIONAL DEL NORDESTE - FACULTAD DE ARQUITECTURA Y URBANISMO Cátedra: CONSTRUCCIONES II DISEÑO HIGROTÉRMICO DE COMPONENTES DE LA ENVOLVENTE EDILICIA: Conceptos básicos, verificaciones y normativa de aplicación Arq. Herminia M. ALÍAS - Arq. Claudia A. PILAR - Arq. Guillermo J. JACOBO 9 Para los tres niveles de confort definidos se establecen valores máximos de transmitancias térmicas para dos condiciones: invierno y verano. La verificación debe realizarse simultáneamente para ambas condiciones, excepto para las zonas bioambientales V y VI, en las que sólo se exige la verificación para la condición de invierno. Para la condición de invierno, los valores máximos admisibles de transmitancia térmica que deben cumplir los muros y techos para los tres niveles prescriptos se indican en la tabla 1 de IRAM 11605/96, en función de la temperatura exterior de diseño de la localidad en la que se encuentra emplazada la vivienda, temperatura que está tabulada en la norma IRAM 11603. Tabla 4: Transmitancias térmicas máximas para muros y techos, para verano e invierno. Fuente: IRAM 11605/96 – Extracto de Tablas 1 y 2. Temp. exterior de diseño (IRAM 11603) Temp. > ó = a 0ºC Zona Bioambiental I y II Nivel A (recomendado) 0,38 Nivel A 0,45 Nivel B (medio) 1,00 Nivel B 1,10 Nivel C (mínimo) 1,85 Nivel C 1,80 Temp. exterior de diseño (IRAM 11603) Temp. > ó = a 0ºC Zona Bioambiental I y II Nivel A (recomendado) 0,32 Nivel A 0,18 Nivel B (medio) 0,83 Nivel B 0,45 Nivel C (mínimo) 1,00 Nivel C 0,72 Transmitancias térmicas máximas admisibles de muros para invierno, W / m2K Transmitancias térmicas máximas admisibles de muros para verano, W / m2K Estos valores corresponden a elementos de cerramiento cuya superficie exterior presenta un coeficiente de absorción de la radiación solar de 0,7 +/- 0,1. Para coeficientes menores que 0,6 se deben incrementar los valores de K máx. adm. en un 20%. Para coeficientes mayores que 0,8 se deben disminuir los valores de K máx. adm. en un 15%. Transmitancias térmicas máximas admisibles de techos para invierno, W / m2K Transmitancias térmicas máximas admisibles de techos para verano, W / m2K Estos valores corresponden a elementos de cerramiento cuya superficie exterior presenta un coeficiente de absorción de la radiación solar de 0,7 +/- 0,1. Para coeficientes menores que 0,6 se deben incrementar los valores de K máx. adm. en un 30%. Para coeficientes mayores que 0,8 se deben disminuir los valores de K máx. adm. en un 20%. 15 En el Anexo B de la norma 11605/96 se recomiendan valores máximos de K, que tienen por objeto evitar la condensación superficial en lugares críticos de la vivienda, como aristas y rincones de los muros y en ciertos locales de la vivienda, en los que aumenta el riesgo de condensación. Tabla 5: Valores máximos de transmitancia térmica (en W/m2 K) para evitar condensación en condiciones críticas. Fuente:IRAM 11605/96 - Tabla 7. Lugar Nivel de confort A B C Aristas superiores y rincones Aristas verticales a media altura 1,15 1,20 1,30 Aristas y rincones interiores 0,80 0,85 0,90 Rincones y aristas “protegidas” (interiores de placares sobre muros exteriores) Detrás de muebles en muros externos 0,55 0,60 0,65 4. Condensaciones. Conceptos Básicos 4.1. La humedad en la construcción El calor y la humedad son los principales factores que modifican el estado de confort del ser humano dentro de los edificios. UNIVERSIDAD NACIONAL DEL NORDESTE - FACULTAD DE ARQUITECTURA Y URBANISMO Cátedra: CONSTRUCCIONES II DISEÑO HIGROTÉRMICO DE COMPONENTES DE LA ENVOLVENTE EDILICIA: Conceptos básicos, verificaciones y normativa de aplicación Arq. Herminia M. ALÍAS - Arq. Claudia A. PILAR - Arq. Guillermo J. JACOBO 10 La combinación entre altas temperaturas y altas humedades relativas, pone al ser humano en una sensación de Disconfort, pues dificulta de modo directo la evaporación de la transpiración de la piel. Pero, la humedad relativa alta influye no sólo en las sensaciones de confort del cuerpo humano, sino que favorece además la formación y retención de agua en los edificios, que es el degradante principal de la construcción. La humedad en la construcción reconoce diversos orígenes: Humedad procedente del exterior: Es el agua proveniente de la lluvia, el granizo o la nieve, y también la del terreno sobre el que se apoya el edificio. Para este tipo humedad existen diversas soluciones que en definitiva se podrían resumir en un intento de frenar el paso de ese agua que afecta al edificio a través de capas de materiales impermeables que impidan al máximo el paso del agua. Esto, en la práctica, pocas veces se logra en forma completa con las técnicas aplicadas en la región. El agua de aporte exterior, es lamentablemente una de las causas principales de aparición de patologías de la construcción en nuestra región, y es aquel problema principal de los constructores y de los usuarios. Humedad de los materiales de construcción: Los materiales utilizados en la construcción poseen, en mayor o menor medida, cierto grado de humedad, requerido para la construcción (sobre todo en los sistemas constructivos tradicionales). Una vez finalizada la obra, esa humedad comienza a desprenderse en forma lenta pero continua. Si a su paso encuentra una capa impermeable, quedará confinada originando amplias áreas húmedas. La existencia permanente de humedad favorece la pérdida del poder aislante térmico de los materiales, la putrefacción de materiales orgánicos como la madera, la corrosión de los metales, la formación de moho y distintos microorganismos patógenos, con su ulterior desprendimiento de gases que delatan el típico “olor a humedad”. Este tipo de humedad se presenta en un grado muy inferior, y hasta despreciable, en los tipos de construcción no convencional, en donde por lo general los componentes constructivos vienen de fábrica con una humedad ya estabilizada, y en el proceso de montaje no reciben mayores aportes de humedad pues, por lo general, éste se realiza en seco. Humedad proveniente del interior: La vida del hombre y todas sus actividades, se ven acompañadas del desprendimiento de vapor de agua. Éste intenta atravesar los elementos constructivos, en un proceso conocido como de difusión del vapor de agua. DEFINICIONES Humedad absoluta El aire contiene siempre una pequeña cantidad de vapor de agua. Esta cantidad se denomina: “humedad absoluta”, y se mide en gr/m3 de aire o en gr/kg de aire seco. Es la humedad que contiene el aire, por debajo del punto de saturación. Humedad de saturación Es la cantidad máxima de humedad que puede contener el aire, y es una, y sólo una para cada temperatura dada. La humedad de saturación, está en estrecha relación con la “temperatura de saturación” o “punto de rocío”. Esta relación se puede determinar gráficamente, a través de un Diagrama preparado parar tal fin, o con el auxilio de tabla VII de la Norma IRAM N° 11.625/91 (ver tabla 3 anexo) que, si bien con menor exactitud, pueden determinar en forma sencilla tal relación. Temperatura de rocío Es conocida también como punto de rocío, y es la temperatura en la que el agua contenida en el aire llega a la saturación, si prosigue el enfriamiento o el aumento de la humedad absoluta, el exceso de humedad se condensa en forma de niebla y de precipitación. Está en función de la humedad absoluta y de la presión de vapor de agua del aire ambiental Humedad relativa El aire contiene siempre una cantidad de humedad, pero sólo en algunos casos ésta llega a la saturación. La relación que se establece entre la cantidad de vapor de agua que contiene el aire y la que podría contener si alcanzara su punto de saturación se conoce como “humedad relativa”, y se mide en porcentaje. Es, por lo tanto, el cociente entre la “humedad absoluta” y la “humedad que es capaz de contener para una temperatura dada”. Al 100%, la humedad relativa es igual a la de saturación. Presión de vapor El aire contiene siempre una cantidad de vapor de agua, que aunque pueda parecer insignificante a comparación de los demás componentes, ejerce cierta presión parcial. Entre dos recintos o puntos con distinta presión de vapor, UNIVERSIDAD NACIONAL DEL NORDESTE - FACULTAD DE ARQUITECTURA Y URBANISMO Cátedra: CONSTRUCCIONES II DISEÑO HIGROTÉRMICO DE COMPONENTES DE LA ENVOLVENTE EDILICIA: Conceptos básicos, verificaciones y normativa de aplicación Arq. Herminia M. ALÍAS - Arq. Claudia A. PILAR - Arq. Guillermo J. JACOBO 11 separados por un medio permeable a éste, el vapor de agua se desplaza del medio de mayor presión al de menor presión, independientemente de la humedad relativa de los mismos. Condensación Es el fenómeno por el cual el vapor de agua contenido en el aire se desprende en forma líquida. Desde el punto de vista estrictamente físico, es el pasaje del estado gaseoso al líquido. 4.2. El diagrama psicrométrico La Psicometría es la Ciencia que estudia las propiedades termodinámicas del aire húmedo y el efecto que produce la humedad y la temperatura sobre los materiales y sobre el confort humano. Psicro: significa humedad; y métrico: medir. El diagrama Psicrométrico (ver gráfico 1 Anexo) es un ábaco que nos permite conocer todas las condiciones del aire ambiente a partir de dos datos. Se basa en el estudio de la interdependencia que existe entre la humedad relativa, la temperatura y el contenido de humedad expresado en masa de vapor de agua. En la ordenada se colocan las humedades absolutas (gr/kg aire seco) y en la abscisa las temperaturas de bulbo seco (°C). El diagrama aparece surcado por distintas curvas que representan a la humedad relativa (%). En el Diagrama Psicrométrico existen también otros datos, como ser: la presión de vapor de agua (en kPa) y la temperatura de bulbo húmedo o de saturación. Es importante puntualizar que la complejidad del Diagrama Psicrométrico deviene justamente de la relación no lineal que existe entre humedad y temperatura, y de como ello incide directamente sobre los materiales de construcción y sobre el confort humano. 4.3. Relación entre humedad y temperatura El aire ambiente puede llegar al punto de condensación por dos medios: a) a temperatura constante, por aumento de la humedad absoluta: este fenómeno se da cuando aumenta la masa de vapor de agua dentro del recinto. Podemos ver eso esquemáticamente en el diagrama Psicrométrico (A-B) b) a humedad absoluta constante, por disminución de la temperatura: este caso es muy común cuando el aire ambiente a una temperatura choca con una superficie de menor temperatura y se condensa. El caso más gráfico es el de los vidrios en invierno (A-C) Al enfriarse el aire no saturado, el porcentaje de humedad relativa crece, y alcanza la temperatura a la cual el vapor deagua contenido en el aire se condensa, es decir alcanza la temperatura de rocío. Del esquema del Diagrama Psicrométrico se deduce que el aire caliente es capaz de contener mayor cantidad de humedad absoluta que el aire menos caliente, sin alcanzar la humedad de saturación. 4.4. El proceso de difusión del vapor Entre dos medios que posean distinta presión de vapor de agua se generará un pasaje inevitable de vapor de agua, desde el punto de mayor al de menor presión. Cuanto más permeable al pasaje de vapor de agua sea el medio o cerramiento que separa los ambientes a distinta presión, más fácilmente se realizará el proceso. A este fenómeno se lo conoce como de “difusión” y no respeta en absoluto la ley de la gravedad, ya que puede subir y bajar, sólo por la diferencia de presión de los ambientes que limita. La difusión de vapor de agua es independiente de la presión barométrica del aire y sólo busca equilibrar las presiones de vapor . En invierno, la temperatura interior de los ambientes es más alta que la del exterior, es decir, que admite una humedad absoluta mayor, y por lo tanto la presión de vapor de agua es mayor. El vapor tenderá a pasar del punto de mayor presión al de menor (es decir, del interior al exterior), ya sea por las ventilaciones diseñadas para tal fin, HA/Pv TEMPERATURA DE BULBO SECO A B T° 100 % HR HA/Pv TEMPERATURA DE BULBO SECO AC T° 100% HR UNIVERSIDAD NACIONAL DEL NORDESTE - FACULTAD DE ARQUITECTURA Y URBANISMO Cátedra: CONSTRUCCIONES II DISEÑO HIGROTÉRMICO DE COMPONENTES DE LA ENVOLVENTE EDILICIA: Conceptos básicos, verificaciones y normativa de aplicación Arq. Herminia M. ALÍAS - Arq. Claudia A. PILAR - Arq. Guillermo J. JACOBO 12 por los resquicios de las carpinterías o por los mismos cerramientos verticales y horizontales que limitan la vivienda. Si la envolvente de la vivienda no poseen una buena resistencia térmica, estarán más fríos que el aire del ambiente interior, y probablemente la temperatura de sus paramentos (paredes, cielorrasos, carpinterías, etc) sea inferior a la temperatura de rocío. Si esto así sucede, la humedad que contiene el aire (vapor de agua), se condensará en ellos en forma líquida. A partir de esta definición general, podemos encontrar distintos tipos particulares de fenómenos dependiendo de las características de los cerramientos, de las condiciones de diseño y de otros factores que se deberán tener en cuenta y que crearán situaciones particulares, en cuanto al fenómeno de la condensación. 4.5. Condensaciones. Tipos de condensaciones T ip o d e C o n d en sa ci o n es Superficiales Condensación del vapor de agua sobre las superficies interiores de los cerramientos exteriores, que se produce cuando la temperatura de dichas superficies sea menor que la temperatura de rocío del aire del recinto que limitan. Condensaciones permanentes la aislación térmica de los cerramientos es insuficiente, y los paramentos interiores se encuentran, en el periodo invernal, constantemente por debajo de la temperatura de rocío. Condensaciones transitorias aún cuando la resistencia térmica del cerramiento es suficiente, por aumento muy rápido en la producción de vapor interior. Intersticiales Condensación que se produce en la masa interior de un cerramiento exterior, como consecuencia de que el vapor de agua que lo atraviesa alcanza la presión de saturación en algún punto interior de dicha masa. La consecuencia mas importante de este tipo de condensación es que el agua que se deposita en el interior del cerramiento, hace que este disminuya su aislación térmica. Pero además existen otras posibles consecuencias: la gran mayoría de los materiales de construcción son atacables por el agua, y con el tiempo el alto contenido de humedad lleva a una acelerada putrefacción de los materiales. DEFINICIONES Permeabilidad al vapor de agua ( ) . g . m.h.kPa Cantidad de vapor de agua que pasa por unidad de tiempo a través de la unidad de superficie de un material o elemento constructivo, de caras plano paralelas y de espesor unitario, cuando la diferencia de presión de vapor entre sus caras es la unidad Permeancia al vapor de agua () g . m2.h.kPa Cantidad de vapor de agua que pasa por unidad de tiempo a través de la unidad de superficie de un material o elemento constructivo de cierto espesor, cuando la diferencia de presión de vapor entre sus caras es la unidad. Cuando el material o elemento constructivo es homogéneo en todo su espesor “e”, se cumple que : = e Resistencia a la difusión del vapor de agua (Rv) m2.h.kPa g Inversa de la permeancia del vapor de agua, suma de las resistencias de las capas uniformes y homogéneas de permeabilidad al vapor de agua ( i ) y espesor ( ei ), que constituye el elemento constructivo de permeancia al vapor de agua (), despreciándose las resistencias superficiales, de manera que: Rv = 1 = ei i 4.6. Barrera de vapor Cuando un cerramiento constructivo separa un ambiente interior de otro exterior, y exista entre ambos una diferencia de temperatura y de presión de vapor, se establecerá una difusión del vapor de agua a través del mismo. Este cerramiento puede ser permeable al paso del vapor o no. En rigor no existe ningún material totalmente estanco al pasaje de vapor de agua, pero existen materiales que lo son en gran medida. Una de las técnicas constructivas para evitar la condensación del vapor en los cerramientos exteriores de los espacios arquitectónicos es la disposición de una barrera de vapor. Ésta tiene por finalidad el control de las condensaciones que se podría presentar en los cerramientos exteriores de las viviendas en invierno, cuando el aire exterior posee una temperatura más baja que el aire interior, y cuando la presión de vapor en el interior es más alta que en el exterior, reduciendo la tensión UNIVERSIDAD NACIONAL DEL NORDESTE - FACULTAD DE ARQUITECTURA Y URBANISMO Cátedra: CONSTRUCCIONES II DISEÑO HIGROTÉRMICO DE COMPONENTES DE LA ENVOLVENTE EDILICIA: Conceptos básicos, verificaciones y normativa de aplicación Arq. Herminia M. ALÍAS - Arq. Claudia A. PILAR - Arq. Guillermo J. JACOBO 13 de vapor de agua en las capas en que la envolvente aun se mantiene caliente (recordemos que a mayor temperatura, el aire es capaz de contener mayor cantidad de humedad absoluta sin que lleguen a la saturación). La NORMA IRAM N° 11.625/00 define a la barrera de vapor como “Capa de material que, generalmente con espesor pequeño, ofrece una alta resistencia al pasaje del vapor. Para que un material se considere barrera de vapor, su permeancia debe ser inferior a 0,75 g/m2.h.kPa” . En definitiva, la barrera de vapor es cualquier material impermeable a la difusión, aunque ya sabemos que esto en términos estrictos es prácticamente imposible, pues el vapor de agua atraviesa a casi todos los materiales debido a su bajo poder adherente. Un punto crítico en la barrera de vapor, lo representan las juntas y uniones, donde por lo general, se producen pequeñas fugas del vapor de agua, pero que son en general despreciadas. Un elemento esencial en el diseño de la barrera de vapor, es su ubicación en relación a los demás elementos que componen el cerramiento exterior. Con los mismos materiales, pero distintas ubicaciones, podemos logra soluciones óptimas y soluciones inadecuadas. Por ello es necesario plantearnos alguna premisa rectora que nos ayude a plantearnos correctamente el diseño tecnológico adecuado de los cerramientos, en relación a la barrera de vapor. Unabarrera de vapor situada en lugar incorrecto, no sólo impide el traslado del vapor de agua en el aislante sino también imposibilita su difusión al aire y por lo tanto facilita su condensación. 4.7. Freno de vapor No es siempre necesario disponer en el cerramiento de una barrera de vapor, con un resistencia a la difusión del vapor de agua muy alto, pues las condiciones particulares (clima no muy riguroso, producción de vapor baja en el interior de la vivienda, condiciones adecuadas de ventilación, etc.) no lo requieren, y en la práctica se resuelve el problema con materiales que no son considerados barreras de vapor sino solamente frenos de vapor. La norma IRAM N° 11.625 / 00 los define como: “Capa cuyo valor de permeancia al vapor de agua es superior a 0,75 g/ m2.h.kPa y que tiene por función reducir el pasaje de vapor para hacerlo compatible con la verificación del riesgo de condensación intersticial”. 4.8. El efecto de la barrera de vapor La norma IRAM n° 11.625/91 dice: “Las barreras y los frenos de vapor son necesarios para minimizar los riesgos de condensación intersticial. Su función consiste en reducir la presión de vapor dentro de la pared o techo, en las partes en las que comienza a disminuir la temperatura” . 4.9. Ubicación de la barrera de vapor Una de las claves fundamentales para el diseño de la barrera de vapor es su correcta ubicación. La Norma IRAM 11.625/91 dice al respecto: “La barrera de vapor se coloca en la cara caliente de la pared o en el lado caliente del aislante. De esta manera se frena el vapor de agua en el lugar más adecuado e imposibilita que entre en capas frías, evitando la condensación. Al encontrarse con la barrera “caliente” el vapor no puede condensarse en ella”. Esta definición está en concordancia con la que plantea Eichler: Las barreras de vapor son eficaces en la cara caliente de la pared, en el lado caliente del aislante. En este lugar frenan el vapor de agua en el lugar más adecuado e impiden que entre en capas frías. Así las mismas barreras están calientes y por lo tanto el vapor de agua no se puede condensar en ellas. Las barreras de vapor en la cara fría de las paredes y la cara fría del aislante no tienen sentido. Impiden la evaporación de humedad del elemento constructivo o aislante y ellas mismas están frías y facilitan la condensación del vapor de agua. Hablando con propiedad, en lugar de “lado caliente” se debiera decir “lado con mayor presión de vapor”; lo que sucede es que en realidad estos dos términos son sinónimos. El invierno es crítico para edificios y habitaciones con calefacción y el verano para los refrigerados. La efectividad y pertinencia de la barrera de vapor está en función de la correcta ubicación de la misma. 4.10. Relación entre riesgos de condensación y una adecuada aislación térmica En determinados casos el riesgo de condensación superficial e intersticial se puede controlar y minimizar a partir del aumento de la resistencia térmica del cerramiento. A su vez es importante señalar que la posición de la aislación térmica también es importante. La ubicación más adecuada es hacia el exterior del cerramiento de manera de que la temperatura estructural del cerramiento aumente en toda su sección, evitando de ésta manera que el vapor de agua alcance la temperatura de saturación en su interior y se condense en forma líquida. UNIVERSIDAD NACIONAL DEL NORDESTE - FACULTAD DE ARQUITECTURA Y URBANISMO Cátedra: CONSTRUCCIONES II DISEÑO HIGROTÉRMICO DE COMPONENTES DE LA ENVOLVENTE EDILICIA: Conceptos básicos, verificaciones y normativa de aplicación Arq. Herminia M. ALÍAS - Arq. Claudia A. PILAR - Arq. Guillermo J. JACOBO 14 = Rsi t Rt i = t i - Tr < i La disposición de la barrera de vapor sólo se justifica en los casos en que no se puedan evitar los riesgos de condensación a través de una adecuada disposición de los materiales que componen el cerramiento o a través de un incremento en la aislación térmica. ¿CÓMO VERIFICAR SI EXISTE RIESGO DE CONDENSACIÓN EN UN CERRAMIENTO?: 4.11. Norma IRAM 11625/00: Aislamiento térmico de edificios. Verificación de sus condiciones higrotérmicas. Verificación del riesgo de condensación de vapor de agua, superficial e intersticial, en los paños centrales de muros exteriores, pisos y techos de edificios en general. Es necesario conocer: Las condiciones higrotérmicas exteriores: Disminución de la temperatura en la superficie interna del cerramiento: = disminución de temperatura en la superficie interior del cerramiento (°C). Rsi = 0,17 m 2.K/W para el paño central t = Diferencia de temperatura entre el interior y el exterior. Rt = Resistencia térmica total del cerramiento. Cálculo de la temperatura superficial Se compara la temperatura superficial interna (i ) con la temperatura de saturación que surge de las condiciones internas del local (humedad y temperatura) que se obtiene del diagrama Psicrométrico. Para que no existan condensaciones superficiales se debe cumplir que: Observemos que sólo se tiene en cuenta la resistencia térmica del cerramiento, y no está involucrada la resistencia al pasaje del vapor de agua. De ello podemos deducir que las condensaciones superficiales responden a un problema térmico y la única solución en los casos en que se produce este fenómeno, es aumentar la resistencia térmica del cerramiento. VERIFICACIÓN DEL RIESGO DE CONDENSACIÓN INTERSTICIAL Los pasos en que se sintetiza el cálculo son: Cálculo analítico o gráfico de la temperatura estructural del cerramiento. Cálculo analítico o gráfico de la temperatura de rocío correspondiente a todos los puntos del cerramiento, desde su superficie interior hasta la exterior. Comparación de ambas temperaturas: si en alguno de los casos la temperatura estructural es inferior a la de rocío, existe riesgo de condensación. Los datos necesarios para realizar el cálculo son: 1. Temperatura exterior de diseño: Depende del lugar de donde se esté haciendo el cálculo. La Norma IRAM N° 11.603/96, establece un cuadro con los valores de temperatura mínima de diseño, para el periodo invernal. 2. Humedad relativa exterior: en todos los casos se la considerará de 90%. 3. Temperatura interior de diseño: Está de acuerdo al destino de los espacios. EDIFICIO O LOCAL TEMPERATURA (C°) Vivienda, enseñanza, comercio, trabajo sedentario y cultura. 18 Salones de Actos, gimnasios y locales para trabajo liviano. 15 Trabajo pesado. 12 Espacios para almacenamiento en general. 10 UNIVERSIDAD NACIONAL DEL NORDESTE - FACULTAD DE ARQUITECTURA Y URBANISMO Cátedra: CONSTRUCCIONES II DISEÑO HIGROTÉRMICO DE COMPONENTES DE LA ENVOLVENTE EDILICIA: Conceptos básicos, verificaciones y normativa de aplicación Arq. Herminia M. ALÍAS - Arq. Claudia A. PILAR - Arq. Guillermo J. JACOBO 15 2. Humedad relativa interior de diseño: Se obtiene de un cuadro de la Norma, que posee como valor máximo de 75%. 3. La Conductividad térmica: de los materiales que componen el cerramiento, que se obtienen de la Norma IRAM N° 11.601/96, página 16 en adelante. 4. La permeabilidad al vapor de agua: de los materiales que componen el cerramiento, que también se obtienen de la Norma IRAM N° 11.601/96, página 33 en adelante. Una vez conocidos todos esos datos, se procede a iniciar el cálculo, para el cual, la Norma IRAM N° 11.625, propone una planilla, que se completa con los datos, y con el se obtienen los distintos valores. Tabla 6: Planilla de cálculo del riesgo de condensaciones. Fuente: IRAM 11625/00. CAPA e (1) (2) R (3) T (4) (5) Rv (6) HR (7) Pv (8) TR (9) T (10) UNIDAD m W . mK mK W °C g . mhkPa M2hPa g % KPa °C °C AIRE INTERIOR 1. Rcia.sup.interior 2. 3. 4. 5. Rcia.sup.externaAIRE EXTERIOR TOTAL - - Rtotal (11) T (12) - Rtotal (13) - Pv (14) - - (1) Espesor (en metros) de cada capa que aparece en el cerramiento. (2) Conductividad térmica del material que compone la capa. Se obtiene de la Norma IRAM N° 11.601/96 tabla 6 “Conductividades térmicas”. (3) Resistencia térmica de la capa, surge de dividir el espesor sobre la conductividad. En los casos de las resistencias superficiales se obtienen de la tabla 2 de la Norma IRAM N° 11.601/96. Se adoptan para el cálculo los siguientes valores: Resistencia superficial interna: Varía según el tipo de cerramiento. se obtiene de la tabla N° 2 de la Norma IRAM N° 11.601/96 Resistencia superficial externa: 0,04 m2 K/W Las Resistencias Térmicas Superficiales figuran en la Tabla N° 2 de la Norma IRAM N° 11.601/96 (reproducida en pág. 5) Las resistencias de la cámara de aire figuran en la Tabla N° 3 “Resistencia térmica de cámaras de aire no ventiladas”, la Tabla N° 4 “Clasificación de las cámaras de aire ventiladas” y la Tabla N° 5 “Coeficiente de ventilación de cámaras de aire verticales”, de la Norma IRAM N° 11.601/96. (4) Temperatura de bulbo seco que varía desde el valor de temperatura interior de diseño (18°C), hasta el de temperatura exterior de diseño (5°C). Los valores intermedios se pueden obtener a través de dos métodos: el analítico o el gráfico. Método analítico: consiste conceptualmente en determinar la proporción de resistencia térmica que representa cada capa con respecto al conjunto. Se aplica la siguiente fórmula. t = ti - T . Ri Rt Siendo: t = Temperatura de la capa a calcular. UNIVERSIDAD NACIONAL DEL NORDESTE - FACULTAD DE ARQUITECTURA Y URBANISMO Cátedra: CONSTRUCCIONES II DISEÑO HIGROTÉRMICO DE COMPONENTES DE LA ENVOLVENTE EDILICIA: Conceptos básicos, verificaciones y normativa de aplicación Arq. Herminia M. ALÍAS - Arq. Claudia A. PILAR - Arq. Guillermo J. JACOBO 16 ti = Temperatura interior de diseño en la primera capa, o temperatura de la capa inmediatamente anterior a la del cálculo. T = Diferencia de temperatura entre interior y exterior, siendo para nuestro caso de estudio, de 13 °C. Ri = Resistencia térmica de la capa que se calcula. Rt = Suma del total de las resistencias térmicas de las capas que componen el cerramiento. Método Gráfico: Se traza un par de ejes coordenados. En la ordenada se disponen la temperatura, desde la interior de diseño hasta la exterior. En la absisa los valores de resistencia térmica de cada capa en una escala de dibujo conveniente. Se traza una recta desde el punto intersección de la primer capa (resistencia superficial interna) con la temperatura interior de diseño, hasta el punto intersección de la última capa (resistencia superficial externa) con la temperatura exterior de diseño. Esa recta inclinada determina la temperatura de cada capa, que luego se volcará en la planilla. Se puede aplicar cualquiera de los dos métodos, siendo más exacto el analítico y de mayor practicidad el gráfico. (5) Permeabilidad al vapor de agua: Se obtienen de la Norma IRAM N° 11.601/94, Tabla 11 “Permeabilidad al vapor de agua y permeancias al vapor de agua”. (6) Resistencia al vapor de agua: Es la razón entre el espesor de la capa y la permeabilidad al vapor de agua del material que la compone. En algunos caso, no aparece el valor de la permeabilidad de algunos materiales sino el de permeancia, en estos casos la resistencia es la inversa de la permeancia. Rv = e/ o 1/. (7) Humedad Relativa: El valor de la humedad interior surge del gráfico de la Norma IRAM N° 11.625/91, y la exterior es de 90%. (8) Presión de vapor: Se obtiene del Diagrama Psicrométrico los valores de presión interior y exterior. Los valores intermedios se pueden calcular a través de dos métodos: Método analítico : Se procede de forma similar al de la temperatura. Pv = Pvi - p . Rvi Rvt Siendo: Pv = Presión de vapor de la capa a calcular. Pvi = Presión de vapor en el interior en la primera capa, o presión de vapor de la capa inmediatamente anterior a la del cálculo. p = Diferencia de presión de vapor de agua entre el interior y el exterior. Rvi = Resistencia a la difusión de vapor de agua de la capa que se calcula. Rvt = Suma del total de las resistencias al vapor de agua de las capas que componen el cerramiento. Método Gráfico: Se traza un par de ejes coordenados. En la ordenada se disponen las presiones de vapor de agua, desde el interior hasta la exterior. En la absisa los valores de resistencia al pasaje de vapor de agua de cada capa en una escala de dibujo conveniente. Se traza una recta desde el punto intersección de la primer capa (Resistencia superficial interna) con la presión de vapor interior, hasta el punto intersección de la última capa (resistencia superficial externa) con la presión de vapor exterior. Esa recta inclinadas determinan las presiones de vapor de agua de cada capa, que luego se volcará en la planilla. (9) Temperatura de rocío: Conociendo la presión de vapor se puede obtener del Diagrama Psicrométrico o de la tabla N° 7 “Presiones de vapor de agua saturado” de la Norma IRAM N° 11.625/91. (10) Diferencia de temperatura: Se obtiene restando a la temperatura obtenida en la columna(4) , la temperatura de rocío obtenida en la columna(9). (11) Resistencia Térmica Total: Es la suma de todas las resistencias de la columna. (12) Diferencia de Temperatura: Es la diferencia entre la temperatura interior y exterior de diseño. (13) Resistencia al pasaje de vapor de agua total: Es la suma de todas las resistencias de la columna. (14) Diferencia de Presión de Vapor: Es la diferencia entre la presión interior de vapor de agua y la exterior. 4.12. Ejemplos de cálculo CALCULO DEL RIESGO DE CONDENSACIONES SUPERFICIALES T Rocío 3,35 14,65 13,50 1,15 CÁLCULO DEL RIESGO DE CONDENSACIONES INTERSTICIALES UNIVERSIDAD NACIONAL DEL NORDESTE - FACULTAD DE ARQUITECTURA Y URBANISMO Cátedra: CONSTRUCCIONES II DISEÑO HIGROTÉRMICO DE COMPONENTES DE LA ENVOLVENTE EDILICIA: Conceptos básicos, verificaciones y normativa de aplicación Arq. Herminia M. ALÍAS - Arq. Claudia A. PILAR - Arq. Guillermo J. JACOBO 17 CAPA e R T Rv HR Pv TR T UNIDAD m W mK °C g m2hPa % KPa °C °C mK W mhkPa g AIRE INTERIOR 18,00 75 1,550 1. Rcia.sup.interior 0,120 15,80 1,550 13,500 2,299 2. Ladrillos comunes 0,1200 0,810 0,148 0,080 1,500 13,08 1,273 10,500 2,583 3. Revoque MCI 1:3 0,0150 1,160 0,013 0,022 0,682 12,85 1,147 9,000 3,845 4. Cámara de aire 0,0500 0,000 0,200 0,000 0,000 9,18 1,147 9,000 0,178 5. Ladrillos comunes 0,1200 0,810 0,148 0,080 1,500 6,46 0,869 5,000 1,461 6. Pintura Siliconada 0,0001 0,170 0,001 0,000 0,267 6,45 0,820 4,100 2,350 7. Rcia. sup. externa 0,030 AIRE EXTERIOR 5,90 90 TOTAL 0,3051 0,660 12,10 3,949 0,730 4.13. Síntesis de los medios para evitar las condensaciones en la construcción Aumentar la resistencia térmica de los cerramientos (esta medida es recomendable no sólo desde el punto de vista de las condensaciones, debido a que un aumento en la aislación térmica mejora el nivel interior de confort térmico, y produce una economía en el gasto energético de los medios mecánicos de aclimatación artificial) Aumentar la ventilación de los locales, medida sobre todo necesaria en los locales húmedos. Las Normas IRAM recomiendan “favorecer la extracción de aire en baños y cocinas por medios naturales o mecánicos”. Disponer una calefacción adecuada, evitando instalaciones sin un buen tiraje exterior. Disponer los materiales de construcción de manera de distribuir la presión de vapor de forma armónica, para que no se produzca puntos interioreso superficiales de conflicto. Colocar una barrera o un freno de vapor en la cara de mayor presión de vapor del cerramiento. Evitar disponer en la cara exterior del cerramiento materiales impermeables al pasaje del vapor de agua Colocar revestimientos interiores absorbentes, que no se degraden con la humedad, y que sean capaces de absorber el “agua de condensación que eventualmente se pueda tolerar, evaporándola al ambiente en épocas de sequedad”. 4.14. Patologías generadas por las condensaciones El fenómeno de las condensaciones en la envolvente de los edificios trae dos tipos de consecuencia: 5,00 ºC 6,00 ºC 7,00 ºC 8,00 ºC 9,00 ºC 10,00 ºC 11,00 ºC 12,00 ºC 13,00 ºC 14,00 ºC 15,00 ºC 16,00 ºC 17,00 ºC 18,00 ºC 19,00 ºC 4,00 ºC Tº bulbo seco Tº rocío Gráfico del riesgo de condensaciones Interior Exterior UNIVERSIDAD NACIONAL DEL NORDESTE - FACULTAD DE ARQUITECTURA Y URBANISMO Cátedra: CONSTRUCCIONES II DISEÑO HIGROTÉRMICO DE COMPONENTES DE LA ENVOLVENTE EDILICIA: Conceptos básicos, verificaciones y normativa de aplicación Arq. Herminia M. ALÍAS - Arq. Claudia A. PILAR - Arq. Guillermo J. JACOBO 18 sobre la integridad de la construcción: degrada los materiales de construcción disminuyendo su vida útil y haciéndole perder sus propiedades, afectando sus características (por ejemplo: pérdida del poder aislante, pérdida de la adherencia, descomposición de la madera, corrosión de los metales, degradación del yeso, etc.) sobre el confort higrotérmico y psicológico del ser humano: la presencia del exceso de humedad modifica las condiciones de Habitabilidad en la vivienda y genera un disconfort en los usuarios. La patología de la condensación se manifiesta a través de el ennegrecimiento de la superficie interior de los cerramientos exteriores, en general como un conjunto de puntos negros, y , en el peor de los casos, del goteo del exceso de humedad. Esta situación se intensifica en las aristas y ángulos del edificio debido a que, en estos lugares se dan en concomitancia dos situaciones perjudiciales: se acumulan “bolsas de aire caliente”, pues éste tiende a subir y a encajonarse en estos lugares. son, en general, “puentes térmicos geométricos”, donde existe mayor riesgo de condensación, por tener una resistencia térmica inferior a la del resto del cerramiento. Las condensaciones en periodos prolongados de tiempo, favorece el crecimiento de diversos hongos, o moho, cuando las esporas que transporta el aire se detienen en las superficies humedecidas interiores, ya que allí encuentran un medio óptimo para desarrollarse. Estos cultivos pueden afectar hasta la salud de los usuarios, produciendo “el agravamiento de ciertas manifestaciones alérgicas, asma bronquial, bronquitis asmatiformes, etc.” . El hongo es, según Hoffman, un producto “agrícola”, que necesita para su subsistencia: “tierra, agua y alimento o abono”. El agua lo consigue de las superficies humedecidas en el fenómeno de la condensación, la tierra, del polvo ambiental que por otra parte se acumula, “se pega”, más fácilmente en las superficies húmedas, y el alimento es sólo necesario en cantidades ínfimas, y las consigue de las pequeñas partículas volátiles que se desprenden de la cocción. El crecimiento de este tipo de microorganismos se intensifica en los puentes térmicos, ya que estos son los puntos que por su menor resistencia térmica, serán más vulnerables a la producción de los fenómenos de condensación. La proliferación de este tipo de hongos desmerecen el aspecto de la construcción. Da una imagen poco higiénica, y son un problema para los habitantes que no quieren que su vivienda se vea sucia. La única solución de limpieza, es a través de hipoclorito de sodio (agua lavandina), pera esta es sólo una solución provisoria, porque se ataca el efecto (la formación de moho) y no la causa del problema (la condensación). La presencia de las condensaciones se manifiesta también a través del característico “olor a humedad”. Este es el desprendimiento de gases producido por los microorganismos que patógenos que encuentran en la humedad un lugar apropiado para desarrollarse. El olor a humedad puede ser el único síntoma evidente, de humedades intersticiales que no se pueden apreciar a simple vista. El goteo es muy característico de los cerramientos livianos, es decir, chapas metálicas, de fibrocemento, etc.; situación que se intensifica en el caso de que se trate de un cerramiento de tipo horizontal (techos), donde el agua de condensación tenderá a caer, pudiendo producirse dos situaciones, igualmente perjudiciales. en caso de que exista un cielorraso, este se degradará con el tiempo, hasta su total disfunción. si no existe cielorraso, el agua caerá inexorablemente sobre muebles, personas, solados, etc. 5. Algunas reflexiones acerca del problema higrotérmico Influencia de la naturaleza del material (variables fundamentales: DENSIDAD – COEF. DE CONDUCTIVIDAD – PERMEABILIDAD – PERMEANCIA – NATURALEZA QUÍMICA) en el comportamiento termohigrométrico. 1-Ladrillos comunes macizos 2-Azotado hidrófugo M.C.I. 1:3 3-Cámara de aire 1- 4-Pintura siliconada 1-Ladrillos comunes macizos 2-Azotado hidrófugo M.C.I. 1:3 3-Fibra de vidrio 1- 4-Pintura siliconada 1-Ladrillos comunes macizos 2-Azotado hidrófugo M.C.I. 1:3 3-Poliestireno expandido UNIVERSIDAD NACIONAL DEL NORDESTE - FACULTAD DE ARQUITECTURA Y URBANISMO Cátedra: CONSTRUCCIONES II DISEÑO HIGROTÉRMICO DE COMPONENTES DE LA ENVOLVENTE EDILICIA: Conceptos básicos, verificaciones y normativa de aplicación Arq. Herminia M. ALÍAS - Arq. Claudia A. PILAR - Arq. Guillermo J. JACOBO 19 1- 4-Pintura siliconada 18,00 16,11 13,78 13,57 10,42 8,08 8,07 7,60 13,50 10,94 9,44 9,44 5,90 1,55 1,31 1,18 1,18 0,93 0,00 2,00 4,00 6,00 8,00 10,00 12,00 14,00 16,00 18,00 20,00 Espesores In te ri o r 0,00 0,20 0,40 0,60 0,80 1,00 1,20 1,40 1,60 1,80 E xt er io r Temp. Real Temp. Rocío Presión vapor No se produce condensación superficial ni intersticial (verificación efectuada según IRAM 11.625/91) 18,00 17,31 16,46 16,38 8,63 7,78 7,77 7,60 13,50 11,00 9,52 9,38 5,90 1,55 1,31 1,19 1,17 0,93 0,00 2,00 4,00 6,00 8,00 10,00 12,00 14,00 16,00 18,00 20,00 Espesores In te ri o r 0,00 0,20 0,40 0,60 0,80 1,00 1,20 1,40 1,60 1,80 E xt er io r Temp. Real Temp. Rocío Presión vapor Se produce condensación entre la plancha de fibra de vidrio y la mamp. de ladr. comunes. Debería colocarse barrera de vapor del lado más caliente de la fibra de vidrio: entre ésta y el azotado (verificación efectuada según IRAM 11.625/91) 18,00 17,34 16,52 16,45 8,58 7,77 7,77 7,60 13,50 12,61 12,24 7,37 5,90 1,55 1,46 1,42 1,02 0,93 0,00 2,00 4,00 6,00 8,00 10,00 12,00 14,00 16,00 18,00 20,00 Espesores In te ri o r 0,00 0,20 0,40 0,60 0,80 1,00 1,20 1,40 1,60 1,80 E xt er io r Temp. Real Temp. Rocío Presión vapor No se produce condensación superficial ni intersticial (verificación efectuada según IRAM 11.625/91) Si se rellena la cámara de aire con poliestireno expandido (en planchas o en copos) se logra una extraordinaria mejora del rendimiento térmico del muro (el valor de K disminuye -a igualdad de espesor- a menos de la mitad del valor de K del mismo muro sin el relleno) debido al hecho de que, con la colocación del poliestireno, se suprime la transmisión de calor por radiación de una hoja a la otra, como también el transporte de calor por la convección del aire dentro de la cámara. El relleno de la cámara con fibra de vidrio no resulta satisfactorio desde el punto de vista de las condensaciones intersticiales. La gran diferencia con el poliestireno expandido es que, a igualdad de espesor y de coeficiente de conductividad térmica “”presenta una permeabilidad al vapor de agua mucho mayor. Un mismo componente (enel caso ejemplificado un muro doble), a igualdad de características y espesores pero con la diferencia dada por la presencia de una cámara de aire en uno, la misma cámara rellena con fibra de vidrio en el segundo y con poliestireno expandido en el tercero, se comporta de manera sustancialmente diferente en cada caso en cuanto a la transmitancia térmica y a la ocurrencia de condensaciones, por lo que RESULTA IMPRESCINDIBLE UN ADECUADO CONOCIMIENTO DE LAS CARACTERÍSTICAS Y PROPIEDADES DE LOS MATERIALES ANTES DE TOMAR DECISIONES DE DISEÑO. Influencia de la disposición de los materiales (variables fundamentales: COEF. DE ABSORCIÓN DE LOS MAT. AL EXTERIOR – PRESIÓN DE VAPOR - PERMEABILIDAD – PERMEANCIA ) en el riesgo de condensaciones 1-Revoque grueso fratazado M.A.R. 2-Ladr. cerámicos huecos 8x18x25 3-Azotado hidrófugo M.C.I. 1:3 + hidróf. 4-Ladr. comunes 1-Ladr. comunes 2-Azotado hidrófugo M.C.I. 1:3 + hidróf. 3-Ladr. cerámicos huecos 8x18x25 4-Revoque grueso fratazado M.A.R. UNIVERSIDAD NACIONAL DEL NORDESTE - FACULTAD DE ARQUITECTURA Y URBANISMO Cátedra: CONSTRUCCIONES II DISEÑO HIGROTÉRMICO DE COMPONENTES DE LA ENVOLVENTE EDILICIA: Conceptos básicos, verificaciones y normativa de aplicación Arq. Herminia M. ALÍAS - Arq. Claudia A. PILAR - Arq. Guillermo J. JACOBO 20 18,00 16,27 16,04 10,41 10,22 8,05 8,04 7,60 13,50 12,30 11,69 10,01 6,00 1,55 1,47 1,38 1,23 0,94 0,00 2,00 4,00 6,00 8,00 10,00 12,00 14,00 16,00 18,00 20,00 Espesores In te ri o r 0,00 0,20 0,40 0,60 0,80 1,00 1,20 1,40 1,60 1,80 E xt er io r Temp. Real Temp. Rocío Presión vapor Se produce condensación entre el ladrillo hueco y el azotado hidrófugo (verificación efectuada según IRAM 11.625/91) 18,00 16,66 14,99 14,85 12,60 8,12 7,94 7,60 13,50 10,37 8,45 8,45 7,53 1,55 1,25 1,10 1,10 1,01 0,00 2,00 4,00 6,00 8,00 10,00 12,00 14,00 16,00 18,00 20,00 Espesores In te ri o r 0,00 0,20 0,40 0,60 0,80 1,00 1,20 1,40 1,60 1,80 E xt er io r Temp. Real Temp. Rocío Presión vapor No se produce condensación superficial ni intersticial (verificación efectuada según IRAM 11.625/91) A igualdad de composición de la sección del muro, pero con diferente ubicación de los materiales del interior al exterior, se presentan variaciones en cuanto al riesgo de condensación intersticial, de lo que se deduce la IMPORTANCIA DE ESTUDIAR CUIDADOSAMENTE LA DISPOSICIÓN DE DICHOS MATERIALES Y LA REALIZACIÓN DE LAS VERIFICACIONES ESTABLECIDAS EN LA NORMATIVA VIGENTE ANTES DE TOMAR DECISIONES DE PROYECTO. La colocación de una Barrera de Vapor sólo se justifica como recurso final después de estos estudios previos acerca de los materiales y su disposición, cuando no se pueden evitar las condensaciones intersticiales mediante una correcta disposición de los diferentes materiales componentes de un cerramiento ni mediante un incremento de la aislación térmica. Comportamiento higrotérmico de una tipología no tradicional: panel tipo sandwich de sistema constructivo regional 1-Barniz 2-Terciado 4mm. 3-Poliestireno expandido 27mm. 4-Machimbre ¾” 5-Esmalte siliconado No se produce condensación superficial ni intersticial (verificación efectuada según IRAM 11.625/91) UNIVERSIDAD NACIONAL DEL NORDESTE - FACULTAD DE ARQUITECTURA Y URBANISMO Cátedra: CONSTRUCCIONES II DISEÑO HIGROTÉRMICO DE COMPONENTES DE LA ENVOLVENTE EDILICIA: Conceptos básicos, verificaciones y normativa de aplicación Arq. Herminia M. ALÍAS - Arq. Claudia A. PILAR - Arq. Guillermo J. JACOBO 21 18,00 16,80 16,79 16,43 8,71 7,92 7,91 7,60 13,55 13,50 13,00 7,51 5,90 1,55 1,55 1,50 1,04 1,01 0,00 2,00 4,00 6,00 8,00 10,00 12,00 14,00 16,00 18,00 20,00 Espesores In te ri o r 0,00 0,20 0,40 0,60 0,80 1,00 1,20 1,40 1,60 1,80 E xt er io r Temp. Real Temp. Rocío P resión vapor Se observa en la generalidad de los casos una relación inversa entre coeficiente de transmitancia térmica y espesor: a mayor coeficiente de transmitancia térmica (menor aislamiento) corresponde menor espesor. Dicho de otra forma, al aumentar el espesor del muro se aumenta el aislamiento, puesto que disminuye el coeficiente “K”. Una excepción es la representada por EL PANEL DE MADERA, EN EL QUE, CON MUY POCO ESPESOR, EL COEFICIENTE DE TRANSMITANCIA TÉRMICA ES MUCHO MENOR DE LO QUE SERÍA EN OTRA TIPOLOGÍA DE MURO DE IGUAL ESPESOR, LO QUE LO CONVIERTE EN UNA TIPOLOGÍA ALTAMENTE RECOMENDABLE PARA LA ZONA, QUE, ADEMÁS, PRESENTA COSTOS MUY BAJOS. El panel de madera presenta un comportamiento óptimo en todas las variables analizadas. En cuanto al costo, quedó demostrado que un bajo costo no presupone un nivel de construcción bajo ni una deficiente calidad térmica. UNIVERSIDAD NACIONAL DEL NORDESTE - FACULTAD DE ARQUITECTURA Y URBANISMO Cátedra: CONSTRUCCIONES II DISEÑO HIGROTÉRMICO DE COMPONENTES DE LA ENVOLVENTE EDILICIA: Conceptos básicos, verificaciones y normativa de aplicación Arq. Herminia M. ALÍAS - Arq. Claudia A. PILAR - Arq. Guillermo J. JACOBO 22 7. Bibliografía consultada Alías, H. M.; Pilar, C. A. y Jacobo, G. J. (2002). Nueva Normativa de Acondicionamiento Térmico de Edificios: Desarrollo del Método de Cálculo de la Transmitancia Térmica y Condensaciones Según Normas IRAM Actualizadas. Comparación con Normativas Anteriores. Segundas Jornadas de Investigación 2002. Facultad de Arquitectura y Urbanismo de la Universidad Nacional del Nordeste. ISSN 1666 – 4035. Alías, H. M. y Jacobo, G. J. (1997). Comportamiento de los Materiales de Construcción en Muros de Cerramiento. Condiciones Ambientales y su Adecuación al NEA. (I.T.D.A.Hu. - Facultad de Arquitectura y Urbanismo). Informe Final Beca Secretaría General de Ciencia y Técnica. Universidad Nacional del Nordeste. Alías, H. M. y Jacobo, G. J. (1998). Adecuación de Muros de Cerramiento a Nueva Normativa de Transmitancia. Tipologías de Mejor Performance según Categorías de Construcción en el NEA. (I.T.D.A.Hu. - Facultad de Arquitectura y Urbanismo). Informe Final Beca Secretaría General de Ciencia y Técnica. Universidad Nacional del Nordeste. Czajkowski, D. y Gómez, A. (1994). Producción de Obras 2. Introducción al Diseño Bioclimático y la Economía Energética Edilicia. Editorial de la U.N.L.P. Instituto Argentino de Racionalización de Materiales (IRAM): Normas: IRAM 11601/96: Acondicionamiento Térmico de Edificios. Métodos de Cálculo. Propiedades Térmicas de los componentes y elementos de construcción en régimen estacionario. IRAM 11603/96: Acondicionamiento Térmico de Edificios. Clasificación Bioambiental de la Rca. Argentina. IRAM 11605/96: Acondicionamiento Térmico de Edificios. Condiciones de Habitabilidad en Edificios. Valores máximos de transmitancia térmica en cerramientos opacos. IRAM 11625/00. Aislamiento térmico de edificios. Verificación de sus condiciones higrotérmicas. Verificación del riesgo de condensación de vapor de agua, superficial e intersticial, en los paños centrales de muros exteriores, pisos y techos de edificios en general. Jacobo, G. J.; Alías, H. M. y Pilar, C. A. (2000). CALIDAD TÉRMICA EDILICIA: Algunos Factores Constitutivos, Condicionantes y Determinantes del Problema Higrotérmico en las Construcciones. Publicación Didáctica Cátedra Construcciones II. Instituto de Investigaciones Tecnológicas para el Diseño Ambiental del Hábitat Humano (I.T.D.A.Hu.), Facultad de Arquitectura y Urbanismo, Universidad Nacional del Nordeste (FAU – UNNE). Pilar, C. A. y Jacobo, G. J. (1998). Condicionantes Técnicas para el diseño de la barrera de vapor en viviendas de interés social de la Región NEA. Secretaría General de Ciencia y Técnica de la Universidad Nacional del Nordeste. Pilar, C. A. y Jacobo, G. J. (1999). Estudio Tecnológico para el diseño de techos en la región NEA en función de las patologías ocasionadas
Compartir