La importancia de la envolvente térmica en el camino de la sustentabilidad. El rol del aislamiento térmico en la eficiencia energética de nuestros edificios

LA IMPORTANCIA DE LA ENVOLVENTE TÉRMICA
EN EL CAMINO DE LA SUSTENTABILIDAD:
EL ROL DEL AISLAMIENTO TÉRMICO
EN LA EFICIENCIA ENERGÉTICA DE
NUESTROS EDIFICIOS
ARQ. SOFÍA SÁEZ
BROMYROS S.A.
CÓMO ESTÁ EL MUNDO HOY ??
• CRISIS ENERGÉTICA
• AUMENTO DEL CONSUMO
• CALENTAMIENTO GLOBAL
• EMISIÓN DE GASES EFECTO INVERNADERO
• PROBLEMAS DEL HÁBITAT HUMANO
• EXPLOSIÓN DEMOGRÁFICA
• EXPANSIÓN DEL TERRITORIO SIN CONTROL
NI PATRÓN
• SINDROME DE LA CIUDAD Y EL EDIFICIO
ENFERMOS
NUESTRO PAÍS NO ESTÁ AJENO
A ESTA SITUACIÓN…
QUÉ ESTÁ PASANDO EN URUGUAY??
¿COSTO?
URUGUAY: POLÍTICAS DE ESTADO
EL ROL DEL ESTADO ES MUY IMPORTANTE!!
Incentivar y crear legislación, normativas,
fideicomisos, etc.
IMM –
La Reglamentación de Aislación Térmica es una acción concreta a favor
de la eficiencia energética, la mejora del confort térmico de la vivienda y la
disminución de las emisiones de gases de efecto invernadero (GEI). Fue aprobada
por Resolución N° 2928/09, de fecha 20/07/2009, y prorrogada su puesta en vigencia
hasta el 1° de febrero de 2010 por Resolución N°5424/09
Cubierta - Coeficiente Transmitancia Térmica U ≤ 0.85
Muros - Coeficiente Transmitancia Térmica U ≤ 0.85
MIEM – PROYECTO DE EFICIENCIA ENERGÉTICA >> FIDEICOMISO
Objetivo: aumentar demanda y oferta de bienes y productos de eficiencia energética,
que contribuyan a mejorar la eficiencia en el uso de la energía
financiamiento para asistencia técnica en EE
promover EE a nivel nacional
financiar proyectos de inversión de EE
promover investigación y desarrollo en EE
LEY 18.585 REFERENTE A LA LA PROMOCIÓN
DE LA ENERGÍA SOLAR TÉRMICA =>
incrementar la participación de las fuentes
autóctonas y de las energías renovables no
tradicionales.
PLAN SOLAR: (trabajo conjunto del MIEM;
UTE; URSEA; BSE y BHU) =>
* instalación de colectores solares
* fomentar la construcción nacional de estos equipos.
EXONERACIONES Y BENEFICIOS FISCALES POR
P+L (Ley N° 16.906) => incentivan la inversión
productiva por medio de beneficios fiscales.
SIGLOS XX-XXI:
DESARROLLO TECNOLÓGICO
CALENTAMIENTO
GOBAL
CONTAMINACIÓN
DESARROLLO
ECONÓMICO
CRISIS
ENERGÉTICA
INTENSO
CONSUMO
ENERGÍAS NO
RENOVABLES
AHORRO
ENERGÉTICO
ENERGÍAS
ALTERNATIVAS
RACIONALIZACIÓN EN LA
ARQUITECTURA
APELANDO A UNA
ENVOLVENTE TÉRMICA
QUE MANTENGA
ADECUADAS
CONDICIONES DE
CONFORT CON BAJO
CONSUMO ENERGÉTICO
MEJORA CALIDAD
DE VIDA
LA ENVOLVENTE TÉRMICA
QUÉ ES??
CONJUNTO DE
CERRAMIENTOS DE UNA
EDIFICIACIÓN
QUE PROTEGEN AL
USUARIO
CERRAMIENTOS
AISLADOS
PRESENTA UNA
REDUCIDA
TRANSMISIÓN DE
CALOR
REDUCIENDO PUENTES
TÉRMICOS AL MÍNIMO
CÓMO ES??
ENVOLVENTE CONTÍNUA
AISLANTE
MATERIALES AISLANTES
TÉRMICOS
RECURSOS DE
MINIMIZACIÓN DE
(IN)FILTRACIONES
POR QUÉ DEBE SER EFICIENTE??
-
Lograr el confort térmico de
los usuarios.
-
Reducir consumo de energía
(y por lo tanto los gastos
asociados a climatización
artificial).
-
Reducir contaminación
ambiental asociada al
consumo energético
(emisiones de CO2 por ej.)
-
Reducir costos de
mantenimiento asociados a
patologías edilicias
EL ROL DE LA ENVOLVENTE TÉRMICA EN LA
ARQUITECTURA BIOCLIMÁTICA…
ARQUITECTURA BIOCLIMÁTICA
DE QUÉ ESTAMOS HABLANDO ??
CÓMO LOGRAMOS NUESTRA META ??
COMPONENTES …
“Corrección del entorno”
Latitud y región:
Accidentes
geográficos
temperaturas, pluviometría,
radiación solar, vientos
dominantes
-
Recursos existentes
Topografía
Orografía
-
Entorno existente
(presencia de masas arbóreas
que “refrescan” el aire, masas
de agua (amortiguador),
edificios que generan sombras
y hacen de pantalla p. ej.)
-
Condiciones climáticas de
la región > condiciones
microclimáticas de la
ubicación concreta
-
Forma: sup. de contacto
entre vivienda y exterior,
resistencia frente al viento,
captación solar.
-
Estereográficas: cálculo y
diseño de aleros y
protecciones solares
-
Orientación: captación solar
e influencia de los vientos
dominantes. Debemos
“orientarnos al sol”
-
Distribución interna:
orientaciones más
desfavorables para los
servicios, y más favorables
para áreas sociales y privadas
-
-
-
Radiación: Todo material emite
radiación electromagnética, cuya
intensidad depende de la
temperatura a la que se encuentre.
Conducción: transferencia de
calor que se produce a través de un
medio estacionario cuando existe
un gradiente de temperatura.
Convección: transferencia de
calor que ocurrirá a través de un
fluido en movimiento (como el
aire).
CAPACIDAD CALORÍFICA /
INERCIA TÉRMICA
Indica la mayor o menor dificultad que
presenta un cuerpo para experimentar
cambios de temperatura bajo el
suministro de calor
Propiedad que indica la cantidad
de calor que puede conservar un
cuerpo y la velocidad con que la
cede o absorbe
Cambios de
temperatura
lento =>
mucha
capacidad
calorífica
Retraso térmico
Amortiguación térmica
Qué entendemos ?
Balance térmico global >>
nuestro cuerpo se encuentra en una
situación de confort térmico cuando
el ritmo al que generamos calor es el
mismo que el ritmo al que lo
perdemos para nuestra temperatura
corporal normal
Qué implica?
Qué influye? Factores como
metabolismo, evaporación por
respiración y transpiración,
radiación, conducción, convección,
actividad física, ropa, HR, grasa y
vello corporal –aislamiento natural-
GANANCIA DIRECTA
ELEVADO VALOR DE IRRADIANCIAS EN
FACHADA N/NE/NW
ALEROS
CONTROL SOLAR
EVITAR EFECTO
TRAMPA
VIDRIO MONOLÍTICO SIMPLE
SUSTITUCIÓN
DISMINUIR
TRANSMITANCIAS
TÉRMICAS
EVITAR
INFILTRACIONES
MINIMIZAR
PUENTES
TÉRMICOS
GANANCIA INDIRECTA –
MURO TROMBÉ
SUPERFICIE CAPTADORAABSORBEDORA DE ENERGÍA
INDIRECTA
MASA TÉRMICA
LIBERA CALOR
GANANCIA SEMIDIRECTA –
INVERNADERO ADOSADO
AZOTEA VERDE
-
Reduce emisiones CO2
-
Mejora paisaje
-
Reduce efecto “Isla de Calor
Urbano”
-
Gran inercia térmica
-
Aislamiento térmico y
acústico.
-
Regulan escurrimiento
pluviales
REFRIG. EVAPORATIVA
-
Estética
-
Hoja caduca o perenne
-
Reduce emisiones CO2
-
Refresca ambiente
-
Costo mín, mantenimiento
mín vs costo alto,
mantenimiento alto =>
depende del tipo de muro
verde
-
Aumento HR
EFECTO DEL SUELO
-
Estética
-
Gran inercia térmica
=> amortiguación y
retraso térmicos
-
Preserva paisaje
-
Enfriamiento
conductivo
ELECCIÓN DE MATERIALES:
-
Materiales naturales tradicionales (que
aprovechen la inercia)
-
Construcción industrializada y en seco
-
Aislantes térmicos
-
Innovaciones tecnológicas
AISLAMIENTO TÉRMICO DE LOS
CERRAMIENTOS OPACOS
ELIMINACIÓN DE PATOLOGÍAS EDILICIAS
ASPECTOS CONSTRUCTIVOS
AISLACIÓN TÉRMICA
ASPECTOS ECONÓMICOS
•
$$ DE MANTENIMENTO
• $$ DE ACOND. TÉRMICO
(CALEFACCION Y REFRIGERACIÓN
• OPTIMIZACIÓN DEL RENDIMIENTO EN LAS
ACTIVIDADES DEL USUARIO
ASPECTOS AMBIENTALES
• PERMITE USO RACIONAL Y EFICIENTE
DE LOS RECURSOS
• REDUCCION DE EMISION DE GEI
• MEJORAS EN CONFORT DEL
USUARIO => Ǝ PROBLEMAS DE SALUD
ASPECTOS ECONÓMICOS …
Aspecto individual –
redunda en la economía de cada usuario:
INVERSIÓN INICIAL = 1% del presupuesto total
58%
Consumo energético total de una
vivienda promedio (sin aislación)
Con una adecuada aislación térmica se ahorra
un 40% en las facturas de electricidad y gas
Aspecto global –
redunda en la economía del país
AISLACIÓN TÉRMICA = VARIABLE CLAVE PARA EL
AHORRO ECONÓMICO
ASPECTOS AMBIENTALES …
PERMITE USO RACIONAL Y EFICIENTE DE LOS
RECURSOS NATURALES NO RENOVABLES
30% energía utilizada por todos los sectores = construcción y
funcionamiento de edificios de vivienda y comerciales
Disminución de CO2 (GEI) a la atmósfera
Mejoras en la salud >> mejoras en el rendimiento del usuario
AISLACIÓN TÉRMICA = VARIABLE CLAVE PARA EL
AHORRO ENERGÉTICO
ASPECTOS CONSTRUCTIVOS …
HUMEDAD DE CONDENSACIÓN!!!
*MANCHAS HÚMEDAS PERMANENTES CON PRECIPITACIÓN DEL AGUA
ESCURRIENDO SOBRE LA SUPERFICIE DEL PARAMENTO
*APARICIÓN DE COLONIAS DE MOHOS EN FORMA DE MANCHAS Y
MOTAS PARDAS
*OLOR DESAGRADABLE A HUMEDAD
*AFECTACIÓN EN LA SALUD DE LOS USUARIOS
*DISMUNUCIÓN DEL RENDIMIENTO DEL SISTEMA DE CALEFACCIÓN
*SENSACIÓN DE FRÍO => INCONFORT TÉRMICO
CALEFACCIÓN, COCCIÓN, TAREAS VARIAS CON
COMBUSTIÓN = 8 LTS. / DÍA DE AGUA
HIGIENE PERSONAL Y DE SERVICIO
(LAVAR, SECAR, PLANCHAR ROPA) =
20-35 LTS. / DÍA DE AGUA
ACTIVIDADES FISIOLÓGICAS
FAMILIA TIPO* = 4 LTS. / DÍA
DE AGUA
HUMEDAD DE
CONDENSACIÓN!!!
Resultado de una mala o inexistente aislación térmica…
HUMEDAD DE CONDENSACIÓN!!!
CONDENSACIÓN SUPERFICIAL E
INTERSTICIAL >>> PATOLOGÍAS
EDILICIAS:
*HONGOS, MOHOS, BACTERIAS
*PROBLEMAS EN LA SALUD
*PUTREFACCIÓN DE ELEMENTOS
DECORATIVOS Y ESTRUCTURALES
DE ORIGEN ORGANICO (MADERA)
*DESINTEGRACIÓN DE REVOQUES
Y PINTURAS
*DETERIORO DE CAPA
IMPERMEABLE (TECHOS)
*GRIETAS POR CONTRACCIÓN Y
DILATACIÓN
CHIMENEA
CALEFACCIÓN
CUBIERTA
20 a 30%
20 a 30%
EL CALOR QUE SE
ABERTURAS
PIERDE
NO LO VEMOS!!
15 a 25%
MUROS
18 a 25%
SOLADO
10 a 15%
Pérdida de Calor en
Una Vivienda Unifamiliar Tipo
UNA VIVIENDA SIN
AISLACIÓN TÉRMICA
ES COMO UN RECIPIENTE
PERFORADO
SE PIERDE
INDISCRIMINADAMENTE
TODO LO QUE SE GENERA
EN SU INTERIOR!!!
PUENTES TÉRMICOS
Puente térmico constructivo
Puente térmico geométrico
LA TERMOGRAFÍA COMO HERRAMIENTA FUNDAMENTAL PARA
VISUALIZAR PUENTES TÉRMICOS
ENTONCES…
QUÉ PODEMOS HACER NOSOTROS FRENTE A ESTA
SITUACIÓN??
LOGRAR UNA ÓPTIMA
AISLACIÓN TÉRMICA!!
QUÉ SIGNIFICA AISLAR
TÉRMICAMENTE??
El objetivo de una aislación térmica es impedir en alguna medida la
transferencia de calor desde o hacia el cuerpo aislado.
Los materiales de aislación térmica aprovechan en general el hecho
de que el aire es un excelente aislante. Por esta razón, la gran
mayoría de los materiales usados como aislantes son porosos,
manteniendo el aire atrapado en su interior.
POR QUÉ ES TAN IMPORTANTE??
Porque estamos aprovechando y maximizando los recursos que
tenemos en pro de lograr ambientes más confortables, ser amigables
con el medio ambiente, ahorrar costos y reducir el mantenimiento de
la vivienda causado por el deterioro debido a condensaciones,
dilataciones, etc.
Beneficios Energéticos del AISLAMIENTO TÉRMICO…
•Reducción de pérdidas energéticas con su correspondiente costo
•Evita la condensación por diferencia de temperaturas
•Protege las estructuras por dilatación térmica
•Optimización de procesos industriales ( térmicos, frigoríficos, transporte, etc.)
•Reducción de los costos de mantenimiento
•Protección de personas , bienes-confort y rendimiento
•Reducción de la contaminación ambiental y el efecto invernadero
Resumiendo en números…
SIN AISLAMIENTO TÉRMICO
380
KWh/m2 anual
CON AISLAMIENTO
TÉRMICO EN
ENVOLVENTE TOTAL
230
KWh/m2 anual
40%
MEJORA
MEJORA EN EL CONFORT:
OPTIMIZACIÓN DE LAS TRANSMITANCIAS
TÉRMICAS
Tan solo una simple ecuación…
1. ESPESOR TECNICO MINIMO
Aquel que provee un aislamiento térmico mínimo para prevenir
problemas de higiene y salubridad en los edificios.
2. ESPESOR ECONOMICO
Aquel que tiene en cuenta los intereses económicos del propietario o el
usuario de la vivienda, a partir de balancear los costos de amortización e
intereses sobre el capital invertido para el aislamiento térmico, con los
que corresponden a los artefactos de calefacción y equipos de
refrigeración, si los hubiere, incluyendo sus costos de funcionamiento y
mantenimiento.
CU =
CI + CF + CM
VU
Donde: CU es el costo unitario (en cualquier
unidad de valor);
CI es el costo inicial;
CF es el costo de funcionamiento;
CM es el costo de mantenimiento y
VU es la vida útil medida en años.
TIPOS DE MATERIALES AISLANTES:
ESPUMAPLAST (EPS)
LANAS MINERALES
LANA DE VIDRIO (LDV)
LANA DE ROCA (LDR)
POLIURETANO (PUR ó PIR)
MATERIALES ORGÁNICOS (CORCHO)
QUÉ ES ESPUMAPLAST ® ??
Es un material plástico celular y rígido
fabricado a partir del moldeo de perlas
preexpandidas de poliestireno expandible o
uno de sus copolímeros, que presenta una
estructura celular cerrada y rellena de aire.
Su sigla internacional es el EPS.
ES ‘‘AIRE ENVASADO’’
(98.5% de aire !!)
POR QUÉ SE USA ESPUMAPLAST ??
POR QUÉ ES EL MEJOR AISLANTE TÉRMICO??
ALGUNAS PROPIEDADES …
Resistencia térmica
equivalente
Difícilmente Inflamable
Impermeabilidad
Cumple con la norma DIN 4102.
El material se clasifica como
“difícilmente inflamable”… se
establece que es un material que
no propaga el fuego, ni produce
goteo de llama.
Prácticamente impermeable al
agua líquida entre 1 - 3%
DIN53434 inmersión de 28 días.
3 cm
Espumaplast
20 cm
madera
44 cm
yeso
75 cm
ladrillo
190 cm
hormigón
Permeable a la difusión de vapor de agua
Cerramientos tradicionales
to
G
Interior
to
G
exterior
Difusión de vapor de agua
Factor (mu) Coeficiente de
resistencia a la difusión de vapor de
El aire contiene agua en forma de vapor.
agua.
La cantidad contenida depende de la
temperatura.
Aire
1
Ladrillo
10
Morteros
20-40
Hormigón
75
Espumaplast®
30-70
Pinturas
380-1.500
Folios plásticos
hasta 65.000
Una diferencia de temperatura entre
ambientes, provoca una diferencia en las
presiones de vapor, por tanto existirá una
difusión de vapor buscando el equilibrio.
Esta difusión se establece casi siempre desde
la parte caliente hacia la fría, en dirección del
gradiente de temperatura, atravesando la
mayoría de los materiales.
Folio de alu 1/10 733.000
FORMAS DE DISEÑAR UN CERRAMIENTO …
Regla:
La temperatura del aire
determina la cantidad de
absorción de vapor de
agua.
Diagrama Psicrométrico
>> CONDENSACIÓN >> PUNTO DE ROCÍO
Planteamiento: ¿Aislación exterior o interior?
Planteamiento: ¿Aislación exterior o interior?
Aislación exterior:
Almacenamiento de “calor”
o “frío” en la pared >>
estabilidad en temp. ambiente
•
Protección de la estructura
(dilataciones y contracciones)
•
Se evitan condensaciones y
puentes térmicos
•
Aislación interior:
Calentamiento inmediato del
ambiente
•
Más rápida, fácil y limpia
ejecución
•
“Consume” centímetros
interiores de perímetro >>
>> disminuye área útil
•
•
Renueva aspecto fachada
•
•
Aumenta vida útil vivienda
•
IDEAL PARA LOCALES DE
HABITACION PERMANENTE
•
Renueva ambientes antiguos
IDEAL PARA LOCALES DE
USO LIMITADO A UN DET.
PERÍODO DE TIEMPO (AULAS,
OFICINAS)
Invierno
Punto de rocío
tse
tsi
tse
to
G
exterior
Humedad
relativa
Aire caliente
tsi
tsi
to
media
G
Interior
Humedad
relativa
Aire frio
tse
to
G
exterior
Ubicación de las capas
Invierno
Aire caliente
to
G
exterior
Humedad
relativa
to
media
G
Interior
Humedad
relativa
Aire frio
to
G
exterior
GUÍA PARA EL CÁLCULO DE UN ESPESOR ADECUADO DE AISLACIÓN TÉRMICA
Normativa Legal - IMM
Coef. de CONDUCTIVIDAD TÉRMICA:
es una propiedad física de los materiales que
mide la capacidad de conducción de calor.
RESISTENCIA TÉRMICA:
representa la capacidad del material de Artículo R.1652.7. – En los techos el coeficiente de
transmitancia térmica (U) máximo admisible es de 0,85
oponerse al flujo del calor.
TRANSMITANCIA TÉRMICA:
Indica la cantidad de calor que penetra o sale a
través de un cerramiento, en función de la
diferencia de temperatura exterior-interior.
W/m2K.
Artículo R.1652.8. – En los muros exteriores el coeficiente
de transmitancia térmica (U) máximo admisible es de 0,85
W/m2K.
R = e/ʎ
Rt=∑Rn=Rsi + Rcerramiento + Rse
U = 1/Rt
La conductividad térmica de los
materiales…
La Resistencia Térmica Rt…
RESUMIENDO…
CAMPO PRÁCTICO:
La elección de las soluciones constructivas…
Solución constructiva 1: ESCUDO TÉRMICO®
Aislación para muros exteriores
Cooperativa de viviendas ( COVIMA) Las Piedras
Solución constructiva 2: PLACA AUTOTRABANTE®
TECHO PLANO INVERTIDO…
TERMINACIÓN
PEDREGULLO
VEGETACIÓN
LOSETONES
CANTO RODADO
BALDOZONES
DECK
Solución constructiva 3: Panel CONCREspuma®
CONCLUSIONES…
MEJORA
CALIDAD DE
VIDA DEL
USUARIO
ACONDICIONAMIENTO DE LA
ENVOLVENTE
TÉRMICA
DESCIENDE
COSTOS
DISMINUYE
EMISIONES
GEI
META
RELACIÓN COSTO
/ BENEFICIO
LÍNEAS DE
ACCIÓN POR
PARTE DEL
ESTADO
CREACIÓN DE
LEYES,
NORMATIVAS
EXONERACIÓN
DE
IMPUESTOS
ETIQUETADO
ENERGÉTICO
DE EDIFICIOS
NECESIDAD DE
PROMOCIÓN
DEL AHORRO
ENERGÉTICO
PREGUNTAS ??
ARQ. SOFÍA SÁEZ
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Fax.: ++598 2522 1356