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Aislamientos térmicos
Son aquellos materiales que oponen mayor resistencia al paso del calor a través de ellos. Es decir, que tienen una resistencia térmica elevada.
Algunas fuentes consideran como material aislante térmico aquellos que presenten simultáneamente una conductividad térmica inferior λ < 0,06W//m2 K y una resistencia térmica superior a 0,25 m2 K/W.
El material que más influye en la mejora del comportamiento térmico y, por tanto, en la reducción de la transmitancia (U o K) es el aislamiento térmico.
Aunque la presencia de aislamiento térmico en los cerramientos de los edificios es algo normal en la actualidad, la presencia de estos en el parque edificatorio de nuestro país no se produjo de forma más regular hasta los años ochenta en determinadas zonas climáticas debido a la aparición de la Norma Básica NBE-CT-79, sobre condiciones térmicas en los edificios.
Puente térmico
Según el CTE, «son aquellas zonas de la envolvente del edificio en las que se evidencia una variación de la uniformidad de la construcción, ya sea por un cambio del espesor del cerramiento, de los materiales empleados, por penetración de elementos constructivos con diferente conductividad, etc., lo que conlleva necesariamente una minoración de la resistencia térmica respecto al resto de los cerramientos».
Dicho de otro modo, los puentes térmicos son puntos débiles de la envolvente térmica, que por la ausencia o disminución del grueso de aislamiento térmico respecto al resto de cerramiento pueden ocasionar condensaciones superficiales en períodos fríos.
Los puentes térmicos se caracterizan mediante su transmitancia térmica lineal ψ (W/mK).
La transmitancia térmica de los edificios globalmente o de sus cerramientos (U o K) ha venido limitada por las sucesivas normativas térmicas que han regido en nuestro país.
Un edificio se comporta mejor térmicamente cuanto menor sea la transmitancia térmica (U), o dicho de otra manera cuanto mayor sea la resistencia térmica de sus cerramientos.
La disminución de la transmitancia térmica de la envolvente térmica de un edificio se consigue principalmente mediante la incorporación o incremento de aislamiento térmico.
Un edificio bien aislado tiene poco intercambio de calor entre interior y exterior, y eso significa que no pierde calor en invierno o gana calor en verano.
Ejemplo 1
Cálculo de la trasmitancia térmica de un muro de dos hojas, con la hoja exterior de fábrica de ladrillo macizo de 14 cm, un aislamiento de lana mineral de 5 cm de espesor (l = 0,037 W/m·K), hoja interior de fábrica de ladrillo hueco doble (tochana) de 10 cm de espesor y acabado interior de enlucido de yeso de 1 cm.
2.3. Inercia térmica
La inercia térmica es la capacidad de un material para acumular o ceder calor.
Esta propiedad se utiliza en construcción para conservar la temperatura del interior de los locales habitables más estable a lo largo del día, mediante muros de gran masa. Esta es la estrategia que adopta la construcción tradicional en climas continentales y se basa:
En invierno, durante el día los muros se calientan y por la noche, más fría, ceden el calor al ambiente del local.
En verano, los muros con inercia durante el día absorben el calor del interior y por la noche se enfrían mediante una ventilación adecuada, preparándolos para el día siguiente.
Para la consideración de la inercia térmica en la rehabilitación de edificios existentes se deberá tener en cuenta los siguientes factores:
Clima
Uso del edificio o del espacio
Orientación del cerramiento
Dicho de otra manera, un cerramiento con elevada inercia térmica tiene sentido:
En climas que haya cambios importantes de temperatura a lo largo del día (climas continentales).
En edificios con usos continuos.
No tiene sentido tener un cerramiento con elevada inercia térmica:
En climas donde la temperatura no tiene importantes variaciones a lo largo del día.
En edificios o espacios donde se desarrollen actividades esporádicas o discontinuas.
La inercia térmica es un concepto que los diferentes programas de certificación energética como CE3 o CE3X no utilizan propiamente, pero sí lo tienen en cuenta en sus cálculos de la demanda energética.
Por ejemplo, cuando estamos definiendo la composición de un determinado cerramiento, los programas ya consideran el peso de este y la disposición del aislamiento térmico en el conjunto de capas que lo integran. En el caso de que quieras introducir directamente la transmitancia térmica de una solución constructiva también te pide el peso y la posición del aislamiento para tener en cuenta la incidencia de la inercia térmica en el comportamiento del edificio.
La inercia térmica es un concepto que se ha de tener muy en cuenta en el momento de escoger la solución de rehabilitación energética de un cerramiento y tiene que ver con la posición en la que irá situado el aislamiento térmico en el conjunto del cerramiento. La incorporación del mismo aislamiento en el exterior o en el interior de un cerramiento opaco influye de diferente manera en la demanda energética en función del uso, clima, composición del muro.
En una solución de aislamiento por el exterior, el cerramiento dispondrá de una elevada inercia térmica; mientras que en una solución de aislamiento por el interior mediante un trasdosado de cartón-yeso estará constituyendo un cerramiento con poca inercia térmica.
2.4. Ventilación e infiltración
Se incluye en este apartado dos aspectos importantísimos que intervienen considerablemente en la demanda energética de un edificio:
Ventilación «es el proceso de renovación del aire de los locales para limitar el deterioro de la calidad de este, y que se realiza mediante entrada de aire exterior (aire primario) y evacuación de aire viciado». Definición CTE-HE1
La ventilación de los locales viene definida en el DB-HS3 (Calidad del aire interior).
En el parque edificatorio existente de nuestro país es difícil encontrar edificios de viviendas que dispongan de sistemas de ventilación que garanticen las renovaciones de aire exigidas para garantizar la salubridad del aire interior, y este factor en la mayoría de las ocasiones depende de la voluntad de cada usuario de abrir y cerrar ventanas.
En los programas de certificación energética CE3 y CE3X solo se puede modificar la ventilación para edificios terciarios.
Permeabilidad al aire «es la propiedad de una ventana o puerta de dejar pasar el aire cuando se encuentra sometida a una presión diferencial. La permeabilidad al aire se caracteriza por la capacidad de paso del aire, expresada en m3/h·m2, en función de la diferencia de presiones». Definición CTE-HE1
La permeabilidad al aire de los cerramientos practicables viene limitada en el DB-HE1.
Según el DB-HE1, se considerarán válidos los huecos y lucernarios clasificados según la norma UNE EN 12 207:2000 y ensayados según la norma UNE EN 1 026:2000 para las distintas zonas climáticas:
a) Para las zonas climáticas A y B: huecos y lucernarios de clase 1, clase 2, clase 3, clase 4.
b) Para las zonas climáticas C, D y E: huecos y lucernarios de clase 2, clase 3, clase 4.
Tanto en una ventana de madera como de hierro, la estanqueidad de esta puede variar mucho en función del mantenimiento que se le haya dado.
En el caso de ventanas de madera en función de la orientación, y por tanto de la incidencia de la radiación solar, las ventanas acostumbran a presentar diferentes estados de conservación que se traducen en diferentes grados de estanqueidad.
Los excesos de infiltraciones en un edificio se pueden dar por diferentes motivos y no siempre están vinculados con los huecos, algunos de ellos son:
Errores de ejecución y/o diseño
Falta de sellado entre el marco de aluminio y la fábrica de ladrillo vista.
Excesiva holgura entre hoja de puerta abatible de vidrio y muro de hormigón armado.
Junta vertical en la fábrica de ladrillo excesivamente abierta.
Las persianas también son puntos de infiltraciones.
Problemas de funcionamiento y mal mantenimiento
Puertas que no cierran correctamente.
Ventanas que no cierran correctamente.
Pasos de instalaciones hechos posteriormente a la finalización de la obra que no se han sellado correctamente.
Falta de mantenimiento cuando se deteriora un elemento como en este caso una lama de aluminio
Problemas de mal uso
Vestíbulos de edificios que siempre tienen la puerta abierta.
Dobles puertas que siempre están abiertas.
Las estrategias de eficiencia energética en edificios de nueva construcción pasan por la máxima estanqueidad de los cerramientos y la utilización de recuperadores de calor para la ventilación.
La permeabilidad y la ventilación son aspectos que tienen una elevada repercusión en el consumo final de energía de un edificio.
Un exceso de infiltraciones en invierno ocasiona que parte del aire calefactado del interior salga hacia el exterior ocasionando un exceso de consumo de energía de calefacción.
2.5. Transparencia
Este concepto se identifica con la capacidad de un edificio de dejar pasar la radiación solar en su interior y por tanto está básicamente relacionado con las aperturas y sus protecciones solares.
Los aspectos más importantes que hemos de tener en cuenta en este sentido son:
Factor de sombra «es la fracción de la radiación incidente en un hueco que no es bloqueada por la presencia de obstáculos de fachada tales como retranqueos, voladizos, toldos, salientes laterales, vegetación y en general cualquier protección solar». Definición CTE
Estos obstáculos que ejercen sombra sobre los huecos son muy importantes tenerlos en cuenta ya que disminuyen la incidencia de la radiación solar sobre nuestro edificio y por tanto la aportación energética de esta, que dependiendo del período del año y del clima pueden suponer un ahorro de energía.
Dichos obstáculos a los que se refiere la definición pueden ser edificios o vegetación próximos que hacen sombra sobre nuestro edificio, pero también pueden formar parte del propio edificio y son a los que llamamos protecciones solares. Estas protecciones pueden ser fijas o practicables.
El gran inconveniente que tienen las protecciones solares fijas es que la disminución de radiación solar que nos genera en verano nos supone un ahorro de energía, pero en invierno un incremento de esta.
En el caso de las protecciones solares móviles tienen la ventaja que nos permiten aprovechar o protegernos de la radiación solar cuando sea necesario a lo largo del día o del año, pero esto depende de la correcta utilización por parte del usuario. Se podría dar el caso de que una incorrecta utilización podría ocasionar incluso un incremento del consumo de energía respecto a la no disposición de protección solar en el hueco.
Voladizos orientados a sur.
Lamas horizontales orientadas a sur y verticales orientables.
Cortinas y porticones por el exterior.
Lamas verticales orientables.
Factor solar «es el cociente entre la radiación solar a incidencia normal que se introduce en el edificio a través del acristalamiento y la que se introduciría si el acristalamiento se sustituyese por un hueco perfectamente transparente». Definición CTE-HE1.
Por tanto, este es un concepto ligado a las propiedades del acristalamiento.
En ventanas o acristalamientos nuevos este factor se puede verificar a través de la documentación suministrada por el fabricante. En el caso de edificios existentes este valor es más difícil de obtener y se ha de consultar en tablas que explicaremos más adelante.
La utilización de protecciones solares es la herramienta más efectiva para disminuir la demanda energética de refrigeración.
La elección de protección solar y su buen uso, si es practicable, no es tarea fácil ya que el funcionamiento óptimo de las protecciones solares es que permitan la entrada de radiación solar cuando más la necesitamos (invierno) y evite la entrada de estas en períodos que no necesitamos esta aportación (verano). Este funcionamiento provoca una disminución en el consumo de energía que tendrá más o menos importancia en función del tamaño de las aperturas, orientación, tipo de protección solar, etc.
Por el contrario, un mal uso o diseño erróneo de las protecciones solares puede ocasionar un incremento del consumo de energía.
2.6. Factores de conversión
Las diferentes normativas utilizan diferentes unidades para los valores de transmitancia térmica, resistencia, conductividad, etc. Por esta razón es conveniente tener estas equivalencias a mano.
Las unidades más utilizadas en las diferentes normativas españolas y su equivalencia son las siguientes:
| Energía | 1 kcal = 4,186 J | 1 J = 0,2389×10-3 kcal |
| Flujo de calor | 1 kcal/h = 1,163 W | 1 W = 0,868 kcal/h |
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