Rehabilitación energética de la envolvente

Publicado por Isabel Sala

Mejora energética de la envolvente. Fachada ventilada o sin ventilar

Introducción

Existen diferentes formas de rehabilitar energéticamente la envolvente de un edificio existente, por el interior, por el exterior o bien por una combinación entre ambas. Dentro de cada una de ellas, existen multitud de soluciones que en cada obra podrán ser más eficientes o menos, o será la mejor candidata por las características de la obra en sí.

Hay una clara diferencia entre la rehabilitación por el interior y por el exterior, y es la corrección de los puentes térmicos. De una forma general, por el interior se deben estudiar más a fondo ya que por el exterior, el sistema constructivo es continuo y resolvemos de una manera más sencilla estos puntos conflictivos. Estos puentes térmicos, tiene un papel importante en el balance energético de un edificio, en general, las pérdidas o ganancias térmicas por la fachada supone más del 30% en edificios poco aislados, y los puentes térmicos lineales pueden suponer más del 30% de la propia fachada.

Una vez hemos aumentado el aislamiento en la envolvente, los puentes térmicos mal resueltos, pueden representar un porcentaje elevado de las nuevas pérdidas o ganancias por la envolvente. En un edificio sin aislar, este puente térmico prácticamente no se manifiesta.

Rehabilitación energética de la envolvente

Analizando el comportamiento térmico de la fachada, podemos decir que a mayor resistencia térmica, más tardará en transmitirse la energía a través de la envolvente. Esta transmisión de energía es lo que denominamos flujo de calor, de la  parte más caliente a la más fría. Se puede hacer un símil con los flujos hídricos, cuando disponemos de un sistema cerrado, los dos elementos se equilibran, existirá un traspaso de líquido hasta conseguir el equilibrio cuando ambos elementos están conectados, cuando uno de los elementos no está cerrado, tenemos que aportar continuamente líquido para que estén equilibrados, es lo que nos ocurre en un edificio, no conseguiremos ese equilibrio hasta que incorporemos más energía y de forma continua.

Flujo hídrico sistema abierto

Figura 1. Flujo hídrico sistema abierto.

Este flujo de calor, al igual que los líquidos, siempre busca el camino más fácil, y en este caso, es el de menor resistencia. Esto tiene una relación directa con los puentes térmicos, el grado de aislamiento final o retención de líquido, dependerá del punto más débil, de ahí la importancia de los puentes térmicos en un edificio. Hasta no hace mucho, no se tenían muy en cuenta, por ejemplo en el gran parque inmobiliario de antes de la entrada en vigor de la NBE CT 79.

Cuando tenemos que hacer una rehabilitación energética en un edificio, hemos de conocer por dónde tenemos pérdidas o ganancias considerables de energía, para poder intervenir de una manera eficaz.

Un puente térmico es una parte de la envolvente de un edificio donde la resistencia térmica normalmente uniforme cambia significativamente debido a:

  • Penetraciones completas o parciales en el cerramiento de un edificio.
  • De materiales de diferente conductividad térmica; y/o un cambio en el espesor de la fábrica; y/o una diferencia entre áreas interiores y exteriores, tales como intersecciones de paredes, suelos o techos.

Flujo de calor bidimensional

Figura 2. Flujo de calor bidimensional.

Puede suceder que, aumentando el aislamiento térmico en la envolvente, estemos manifestando aún más ese puente térmico, aumentando el flujo de calor en los puntos débiles por el símil anterior hídrico.

Figura 3. Importancia del puente térmico

Figura 3. Importancia del puente térmico. Izquierda: Um 2,32 W/m2K Fachada sin rehabilitar. Derecha: Um 0,53 W/m2K Fachada rehabilitada mediante trasdosado autoportante Knauf W625.es 63/600 + LM.

En el ejemplo anterior (figura 3) la mejora en la temperatura superficial en la unión entre fachada y forjado es ligeramente mejor alrededor de 1,2ºC, pero el puente térmico lineal prácticamente es el mismo incluso ligeramente superior de Ψ=0,64 a Ψ=0,65. Puede ocurrir que dependiendo de la solución adoptada, el puente térmico lineal no mejore significativamente, aunque la transmitancia global del cerramiento, incluido los puentes térmicos, sí mejore. Por este motivo es imprescindible controlar estos puntos para evitar condensaciones a pesar de que hayamos mejorado el aislamiento del cerramiento. En el caso de una rehabilitación por el exterior, los puentes térmicos quedan resueltos

Otro puente térmico a considerar, es el que puede llegar a tener la propia solución constructiva cuando se rehabilita la envolvente. Es el caso del trasdosado autoportante por el interior de la fachada (figura 4), en el que de forma habitual (dependiendo de la altura) se colocan unos anclajes o uniones para rigidizar la estructura.

Sistema de rehabilitación por el interior

Figura 4. Sistema de rehabilitación por el interior. Izquierda: Trasdosado autoportante Knauf W62.es. Derecha: Unión de montante con muro mediante banda acústica.

Si estos puntos de anclaje no están bien resueltos, es posible que por estos puntos, por muy insignificantes que sean, puedan provocar un flujo de calor mayor, llegando a penalizar la transmitancia del conjunto de la fachada. Además, estas uniones influyen directamente con la eficacia acústica del sistema, cuando más uniones rígidas incorporemos, mayor es la transmisión acústica a través de la solución.

Este tipo de detalle se puede dar en multitud de sistemas, pudiéndose trasladar a las fachadas ventiladas o estancas (figura 6) y a los SATE (figura 5).

Termografía sistema SATE con sus anclajes

Figura 5. Termografía sistema SATE con sus anclajes. Izquierda: Sistema SATE donde se aprecian los puentes térmicos a través de las fijaciones del propio sistema. Derecha: Fijación del aislamiento con anclaje embebido en la lana mineral para minimizar los puentes térmicos.

La continuidad del aislamiento, también juega un papel importante en las diferentes soluciones constructivas, siendo más eficaces aquellas en que el aislamiento sea continuo, es el caso de los sistemas de trasdosados con aislamiento por detrás de los perfiles, sistemas de trasdosados directos, en rehabilitación por el interior, y por el exterior, sistemas SATE con aislamiento directo sobre fachada, o bien fachadas ventiladas o estancas donde el aislamiento también es continuo.                                                                                          

Sistema de rehabilitación de fachada mediante sistema Knauf Aquapanel WL121C.es (fachada no ventilada)

Figura 6. Sistema de rehabilitación de fachada mediante sistema Knauf Aquapanel WL121C.es (fachada no ventilada).

En el caso de una rehabilitación por el exterior, se puede afrontar con diferentes sistemas que a veces, se hace difícil ver cuál es la más eficiente acústica y térmicamente, resistente a impactos, duradero, etc. Sin entrar principalmente en el concepto económico, aunque finalmente se valorará el coste/eficiencia.

En el caso de sistemas para rehabilitación con estructura metálica, podríamos diferenciarlas de varias formas, pero en nuestro caso las englobaremos en, ventilada y no ventilada (estanca). En el caso del sistema Knauf Aquapanel, se puede realizar una rehabilitación, manteniendo el mismo acabado y por tanto misma estética, dejando una cámara ventilada o sin ventilar. Es importante el tipo de aislamiento a incorporar en las dos situaciones. En el caso de fachada ventilada es recomendable un aislamiento  protegido y tener muy en cuenta la reacción al fuego según lo establecido en el CTE SI siendo como mínimo de Bs3d­2, además ha de ser un material no hidrófilo (<1Kg/m2 de absorción de agua en inmersión durante 24 horas).

Sistema Knauf Aquapanel

Figura 7. Sistema Knauf Aquapanel.

Un sistema de fachada ventilada tiene sus ventajas e inconvenientes respecto a una fachada estanca. Entre ambas soluciones, el comportamiento energético puede variar considerablemente, en función de la zona climática y orientación del edificio. Parece obvio que una fachada ventilada favorece el comportamiento higrotérmico de la solución constructiva, evitando que se caliente el aire de la cámara y que éste a su vez transmita calor por convección al interior del edificio. Por otro lado favorece la eliminación del vapor de agua que procede del interior. Para que exista o se garantice el efecto chimenea, esta cámara debe tener un espesor mayor de 3 cm, también el efecto del viento sobre la fachada impulsa la entrada de aire exterior hacia el interior de la cámara enfriándola. La función del aislamiento es la de mejorar la transmitancia térmica de la hoja principal.

Cuando hablamos de fachada sin ventilar, la ventaja principal es poder rellenar la cámara de aire con aislamiento, por lo que mejoramos considerablemente la transmitancia térmica del muro base, manteniendo la inercia térmica del mismo hacia la vivienda.

Sistema fachada Aquapanel estanca

Sistema fachada Aquapanel estanca

Figura 8. Sistema fachada Aquapanel ventilada y estanca. Imagen superior: Fachada Knauf Aquapanel sin ventilar. Imagen Inferior: Fachada Knauf Aquapanel ventilada.

Si analizamos dos fachadas Aquapanel, manteniendo el mismo aislamiento pero ventilada y sin ventilar, y tenemos en cuenta los valores de transmitancia térmica, factor solar, capacidad térmica y climatología, en un régimen dinámico, podemos tener importantes diferencias. Si sólo analizamos la fachada ventilada y estanca en régimen estacionario, obtendríamos valores muy similares.

En régimen dinámico, juegan un papel importante las pérdidas y ganancias térmicas y la transmitancia. En zonas frías (por ejemplo Burgos), las pérdidas térmicas, en los meses más fríos, en una fachada ventilada serían mayores que en una estanca y las ganancias térmicas en los meses calurosos serían mayores en la fachada estanca.

Esto es debido  a que existe una refrigeración por renovación de aire en la fachada ventilada, que conlleva una pérdida de calor en el muro base, en este caso en meses más fríos y en zonas de mayor demanda energética la fachada no ventilada se comportaría de una manera más eficiente. Sin embargo, el comportamiento refrigerante de la fachada ventilada nos ayuda a perder calor a través de la envolvente, reduciendo así la demanda de refrigeración del edificio frente a la fachada no ventilada.

Edificios nuevos. EECN

Con el horizonte 20/20/20, donde los edificios deberán ser de energía casi nula, se hace evidente que serán necesarias soluciones constructivas eficientes energéticamente y con espesores lo más reducido posible.

Sistema Knauf Aquapanel con SATE

Figura 9. Sistema Knauf Aquapanel con SATE.

Para conseguir transmisiones térmicas muy reducidas, como es el caso del standard Passivhaus, 0,15 W/m2K, tenemos que ir a soluciones con un espesor de aislamiento elevado. La solución más habitual es la de fijar un SATE directamente a un soporte, que por lo general es de pared de obra.

Una solución más ligera, eficaz y con un espesor reducido, sería el sistema con placa de cemento, con un espesor total del muro de unos 150 mm con una resistencia térmica de 2,22 m2K/W al que se le añade un aislamiento exterior (SATE) de unos 15 cm, considerando la conductividad térmica del aislante de 0,036 W/mK, esto nos hace un espesor total de cerramiento de 30 cm y una transmitancia térmica de ~0,15 W/m2K. Si utilizamos aislantes más eficaces, necesitaremos menor espesor.

Comparativo entre sistema tradicional y sistema Knauf Aquapanel.

Figura 10. Comparativo entre sistema tradicional y sistema Knauf Aquapanel. Ambos con revestimiento de aislamiento (SATE) para una misma Um ~0,15 W/m2K.

Conclusiones

Teniendo en cuenta estas premisas, y el coste de la energía, hay que valorar la rentabilidad a medio-largo plazo que puede suponer en el ahorro energético una fachada ventilada y no ventilada, dependiendo de la zona climática y de la orientación de la fachada, o bien incorporar un mayor espesor de aislamiento para compensar las ventajas de la fachada no ventilada sobre todo en época y zonas más frías, aunque esto implica un mayor espesor del cerramiento. Finalmente se han de controlar los puentes térmicos a través del propio sistema constructivo o solución constructiva para optimizar al máximo sus prestaciones tanto térmicas como acústicas.

En el caso de edificios nuevos, hemos de reflexionar, si tendríamos que cumplir con la nueva actualización del CTE HE de septiembre 2013 o empezamos a hacer, hoy, los edificios de energía casi nula.

Bibliografía

Catálogo de elementos constructivos del CTE.

Catálogo tecnico Knauf GmbH Sucursal en España.

Comportamiento energético de una fachada ventilada. Área térmica Laboratorio de Control de Calidad en la Edificación del Gobierno Vasco.

CTE DB HE: Ahorro de energía. HE1 Limitación de demanda energética.

CTE DB HR: Protección frente al ruido.

CTE DB HS: Salubridad. HS1 Protección frente a la humedad.

CTE DB SI: Seguridad en caso de incendio. SI1 Propagación Interior.

Libro blanco de la rehabilitación energética de edificios. Knauf.

Fuente: Construible

Auto: Pablo Maroto, Project Manager, Knauf GmbH Sucursal en España.

Moderado por : Isabel Sala

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