Materiales - David Hammerstein

Materiales
No existe en nuestro país una gran
variedad de cerramientos. Aquí incluimos los que hemos considerad más idóneos comparándolos entre sí.
Bloques y
cerramientos
En los anteriores tres números de nuestra revista, hemos
mostrado las características de algunos de los bloques empleados en la construcción de cerramientos. Estos, junto a los
aislamientos presentados en los seis primeros números, son,
quizás, los materiales más determinantes, hoy en día, en la
creación de edificaciones energéticamente eficientes.
Estudio comparativo realizado por PILAR VALERO.
28
Arriba: bloques de tierra
estabilizada. Abajo: bloques de Cannabric, fabricados con tierra, cal y
cáñamo.
n este número, adjuntamos una tabla comparativa con las características de todos los bloques aparecidos, incorporamos información
de otros materiales empleados en cerramientos y analizamos el comportamiento bioclimático
de estos materiales. Queremos destacar y agradecer
al profesor XAVIER GARCÍA CASALS, de la Universidad Pontificia Comillas, de Madrid, la aportación
del estudio “Idoneidad de los Cerramientos Monocapa para
viviendas bioclimáticas en emplazamientos de elevada severidad climática”, el cual ha sido de gran utilidad en la
elaboración de este artículo.
Desde hace algunos años, la industria de la
construcción está introduciendo en el mercado distintos productos con el formato de bloque que permiten la edificación con cerramientos monocapa,
cumpliendo todas las exigencias de la normativa
actual: aislamiento térmico, aislamiento acústico,
resistencia al fuego y de elemento estructural.
La ejecución con una capa única ofrece un gran
ahorro económico en la puesta en obra, lo cual sea,
quizá, la ventaja más importante por la que esta
solución se encuentra tan difundida en nuestro
país, comparándola con la multicapa. Por un lado,
su gran formato y la reducción de capas reducen
los tiempos de ejecución y, por otra parte, la eliminación de la doble fábrica más el aislante reduce el
consumo de materiales.
Las características de estos materiales que constituyen el cerramiento de las edificaciones son de
vital importancia, ya que constituyen el envolvente
de nuestras casas, el elemento que nos separa y
protege del exterior, determinando el confort térmico de nuestros espacios de trabajo. Sus propiedades determinarán el funcionamiento bioclimático
del edificio y en consecuencia el confort térmico
de su interior.
Las propiedades termofísicas básicas, para evaluar la capacidad de respuesta de un material ante
perturbaciones térmicas dinámicas, son su densidad
(r), su calor específico (c) y su conductividad térmica (k). A partir de estas propiedades se obtienen
la capacidad de almacenamiento térmico por uni-
E
dad de volumen (r.c) y la difusividad térmica (a = k
/ rc) que nos mide la velocidad con que el material
responde ante una determinada perturbación térmica. Estos son los pilares fundamentales sobre los
que se desarrolla cualquier análisis energético detallado de la vivienda y, bioclimáticamente, podemos
concluir que la mejor respuesta en el envolvente de
una edificación lo conseguiremos utilizando materiales con baja difusividad térmica en la capa exterior del cerramiento y elevada difusividad térmica
en las capas interiores, ya que son estas últimas las
encargadas de almacenar la energía térmica.
La bioclimática en los cerramientos
Analizando la configuración ideal de los cerramientos desde el aspecto bioclimático que acabamos de exponer, nos damos cuenta de que la solución monocapa, que nos permiten los bloques, presenta un gran inconveniente en lo referente al análisis energético: no tienen un buen comportamiento dinámico y tienen un mal funcionamiento térmico en algunas regiones climáticas.
Esto es algo que hemos analizado desde hace
tiempo a partir de los cálculos desarrollados en los
proyectos de eficiencia energética, donde necesariamente hemos sido más restrictivos que la norma
actual para conseguir el comportamiento bioclimático deseado.
Estos aspectos no son considerados en la actual
legislación española NBE-CT79, lo que permite
adaptar las soluciones monocapa en los cerramientos sin incumplir ninguna normativa exigible en
nuestro país.
Es a partir de mediados del actual año 2004,
cuando previsiblemente esto va a sufrir variaciones,
ya que entrará en vigor el Código Técnico de la
Edificación (CTE), con el que se espera adaptar
nuestra legislación a las exigencias de las Directivas
Comunitarias en temas de eficiencia energética en
la edificación y equipararla a las legislaciones de
otros países miembros.
El CTE establece, explícitamente, en relación
con las demandas energéticas de calefacción y
refrigeración, las siguientes exigencias:
• Los cerramientos deben construirse de tal forma que la demanda energética anual del edificio,
necesaria para alcanzar el bienestar térmico, debe
estar limitada adecuadamente, en función de la
localidad, del uso del edificio y del régimen de
verano y de invierno.
• La contribución de los cerramientos a la
demanda energética del edificio se determinará
teniendo en cuenta sus características de aislamiento e inercia, permeabilidad al aire y exposición a la
radiación solar.
En el CTE, los valores límites dependen del clima en el que se sitúa el edificio, diferenciando 13
zonas climáticas a diferencia de las 5 de la NBECT79. Cada zona climática se identifica mediante
una letra seguida de un número:
4
3
2
1
A4
A3
B4
B3
B2
A
B
C4
C3
C2
C1
C
D3
D2
D1
D
E1
E
Las consideraciones dinámicas de la respuesta
energética del edificio son algunos de los aspectos
imprescindibles para el funcionamiento bioclimático de la arquitectura, y es en esta nueva legislación
donde son incorporados.
Hacen referencia a la capacidad de almacenamiento energético en los cerramientos, para satisfacer la demanda de climatización en el edificio sin
puntas de potencia solicitada y a nuevos requerimientos de los materiales empleados en dichos
cerramientos, que son en cierta medida contrapuestos a las prestaciones, que ofrecen los materiales de
baja conductividad térmica, en la que se basan los
cerramientos monocapa. Por esta razón, las exigencias que debe cumplir el cerramiento de una construcción eficiente no es únicamente una buena
capacidad aislante sino que debe ofrecer una buena
respuesta inercial.
El cumplimiento de este Código exigirá un coeficiente global de transferencia medio de los muros
(U) mínimo, según la severidad climática del
emplazamiento, el cual no cumplen muchas de las
soluciones que se adoptan en la actualidad con la
NBE-CT79.
Las ofertas del mercado
De los bloques presentados en los anteriores
números de Rehabitar, únicamente adjuntamos
alguna puntualización:
El CLIMABLOCK tiene los inconvenientes
bioconstructivos de la dificultad de controlar la
procedencia de las materias primas con las que se
elabora el cemento empleado y, por tanto, su contenido en elementos potencialmente nocivos, como
cenizas de combustión de productos fósiles o escorias siderúrgicas. Este control es más sencillo que en
el caso del hormigón celular por ser elaborado en
obra con el cemento escogido.
El CANNABRIC es el único que proporciona
información completa y clara sobre densidad (r),
calor específico (c) y conductividad térmica (k).
El BLOQUE DE HORMIGÓN CELULAR
posee el inconveniente de la incorporación, en su
composición, de aluminio en una proporción de
0,5 kg/m3 y la dificultad de conocer la procedencia
de las materias primas con las que se elabora el
cemento que incorpora.
En la TERMOARCILLA encontramos como
inconveniente la incorporación de poliestireno
expandido en su composición, aunque está en estudio su sustitución por otros materiales alternativos,
según fuentes del Consorcio de Termoarcilla.
El ARLIBLOCK contiene en su composición
un alto contenido de cemento, con el inconveniente ya mencionado.
El ADOBE, en sus distintas variables, lo valoramos de un modo genérico, como el más sostenible
por ser su materia prima básica, tierra. Sin embargo, en cada situación habrá que valorar la eficiencia
de su uso.
En nuestro país, también contamos con la
opción de utilizar, en la fabricación de cerramientos, ladrillos cerámicos: macizos, perforados y huecos. Estos no han sido incluidos en la tabla comparativa porque las propiedades básicas que sirven
para elaborar un análisis energético se encuentran
únicamente para las fábricas realizadas con estos
materiales, no para las propias piezas. Las especificaciones técnicas para estas se encuentran detalladas en la norma UNE 67-019-96, que adjuntamos
en este artículo.
Gráfica extraída del estudio elaborado
por el profesor Xavier García Casals en
el que se muestran los coeficientes globales de transferencia de distintos cerramientos monocapa sin revestimientos interior ni exterior.
Bloque de arcilla micropiroso Termoflex. Es
posibe encontrarlo en
Alemánia, Francia e
Italia.
Para el bloque Climablock, han empleado
las conductividades calculadas en el propio estudio a partir de las de sus elementos constituyentes y geometría, por considerarlas más representativas de la realidad que las facilitadas por el fabricante.
29
Transmisión térmica K
W/m2 ºC
Difusión al vapor ,m
Absorción de la humedad %
0,160
0,19
0,737
1,357
s.i.
31,5%
6,13
19,57
0,103
s.i.
2,50
0,4
3
s.i.
980
6,5 ~ 8
12,69
0,25
0,29
0,483
2,071
s.i.
s.i.
CANNABRIC
bloque rectangular macizo España
muros de carga y
tabiques divisorios
0,14
30 x 10,5
1,300
5,35
fabricas cerramientos
y particiones
0,20
60 x 30
400
muros de cerramiento
y carga
0,14
30 x 19
Peso m2 kg
Formato cm
s.i.
1103
Resistencia térmica R
m2 ºC/W
Conductividad térmica
Kcal/h m ºC
20,25
< 510
Conductividad térmica
a 20ºC W/m ºC
Precio m2
s.i.
100 x 25
Calor especifico c
J/kg.k
s.i.
Densidad específica
kg/m3
3,667
Espesor m
Sector de aplicación
País de producción
Tipo de producto
0,273
0,15
Material
BLOQUES
RECOMENDADOS
0,55
muros exteriores
e interiores.
Buen aislante acústico
y machihembrado
NO
RECOMENDADOS
0,470
bloque hueco y rectangular Bélgica
con textura de madera
HORMIGÓN CELULAR bloque rectangular macizo Francia
30
17,81
CLIMABLOCK
TERMOARCILLA
bloque rectangular
perforado y
machihembrado
ADOBE
bloque rectangular macizo Cualquier lugar
muros de cerramiento y 0,08
carga, bóvedas, cimientos
38 x 38
1200 ~1700
s.i.
s.i.
s.i.
0,46
0,174
5,75
s.i.
0-5
ARLIBLOCK
bloque hueco y rectangular España
con textura de las bolas
de arcilla
muros de carga
y medianeras
0,12
50 x 20
s.i.
140
7,5
0,91
s.i.
s.i.
s.i.
s.i.
s.i.
BLOQUE DE
HORMIGÓN
bloque hueco y rectangular España
muros de carga
0,14
39x19
1900
15
11
s.i.
s.i.
s.i.
2,35
s.i.
0,21
España
11
La conversión en algunas unidades de medidasha sido realizada por el equipo de ReHabitar, a partir de los datos ofrecidos por los fabricantes. Los precios son orientativos.
* El Consorcio de Termoarcilla está experimentando con nuevos materiales para eliminar el porexpán.
Otras normas a tener en cuenta para la correcta puesta
en obra de estos materiales son la NBE-FL-90 “Muros
resistentes con fabrica de ladrillo” y la RL88 que regula su
recepción en la obra.
Teniendo en cuenta que, a partir de la nueva legislación, la gran mayoría de cerramientos monocapa dejan de
cumplir con la normativa en la gran mayoría de emplazamientos, el empleo de ladrillos cerámicos pueden convertirse en una excelente opción.
Por un lado, su diferencia de precio, comparada con la
de los bloques, puede llegar a ser 10 veces menor. Por
otra parte, la capacidad de almacenamiento térmico de los
muros con una capa de ladrillo macizo al interior, puede
llegar a ser el doble, comparando con las mejores alternativas monocapa.
Existe la posibilidad de convertir el ladrillo perforado,
a nivel de fábrica de ladrillo, en macizo. Al estar los orificios dispuestos en la tabla del ladrillo y disponer éste, en
los muros de carga, en soga o tizón, los orificios quedan
rellenos de mortero.
Otro bloque cerámico fabricado en España con formato de huecos múltiples es el Biobloc. Su formato es de
40 x 19 x 24 (21, 15, 12) cm.
Aparte de los materiales estudiados como posibles piezas en la creación de cerramientos, existen otros bloques
que se encuentran en fase de investigación o que no son
comercializados en nuestro país. De todos ellos, hacemos
una breve descripción:
• El bloque de Electro-Jar está formado por material
de demolición de construcción (áridos reciclados) y
cemento. La resistencia a la compresión de este material
puede llegar a 18,6 y 13,2 N/mm2 en las proporciones 1/5
y 1/8 (cemento/árido) transcurridos 28 días desde el fraguado de la pieza.
Este producto todavía no se fabrica.
• La empresa “Claytec”, en Alemania, fabrica un bloque de arcilla comprimida con formato rectangular (0,71
x 24 x 11,5 cm), que concede una gran inercia térmica,
gracias a su alta conductividad térmica (0,95 W/m.K) y
Resistencia a flexión
kg/cm2
Producto de reciclaje
Reciclable
Resistencia al peso
Necesario protección al trabajar
Valoración Expertos
s.i.
+ / - 200 DaN s.i.
imputrescible
imputrescible
no
aprox
50%
si
si
guantes
5,6
s.i.
>120
no
s.i.
54
13
6,10
6,10
sin alteración
sin alteración
no
no
si
si
guantes
2,6
M0
a 1200ºC
> 6 horas
s.i.
s.i.
44
> 30,58
> 5,10
s.i.
inatacable
inatacable
s.i.
no
s.i.
s.i
mascarilla
gafas
7
M0
> 180
s.i.
s.i.
46,5
100
s.i.
s.i.
inatacable
si
porexpan* no
si
s.i.
guantes
3
s.i.
buena
no
s.i.
s.i.
12,74
s.i.
buena
inatacable
inatacable
no
si
si
s.i.
guantes
2
s.i.
> 240
s.i.
s.i.
45
40
s.i.
s.i.
inatacable
inatacable
no
no
si
s.i.
guantes
6,6
s.i.
s.i.
s.i.
s.i.
38
125
s.i.
s.i.
inatacable
inatacable
no
no
no
s.i.
guantes
9
densidad (1.500 Kg/m3).
Esta misma empresa fabrica un bloque de tierra y paja
de tamaño 11,3 x 24 x 11,5 cm cuya conductividad térmica es de 0,21 W/m.k y la densidad es de 700 kg/ m3.
• El bloque Karphosit se utiliza, mayoritariamente, en
Inglaterra. Las materias primas empleadas en su fabricación son la arcilla y las fibras de celulosa. Su formato: 50
x 25 x 10 cm. La densidad es de 1000 kg/m3, la conductividad térmica es de 0,14 W/m.K, el calor específico es de
1200 J/kg.K y su resistencia a compresión de 2,3 N/mm2.
• En base de arcilla se fabrica el bloque ThermoCellit,
cuyo aspecto es parecido a la termoarcilla pero con
microceldillas. Su tamaño es de 26 x 24 x 30 ó 36,5 cm.
Su peso: 162 y 197 kg/m2, dependiendo del espesor. Su
conductividad térmica: 0,36 W/m2K y la resistencia a
compresión es de 4 N/mm2
• De aspecto parecido a este bloque, en Italia, fabrican el Microton. A la base de arcilla le añaden harina de
madera que crea micro cavidades en la estructura del
material. Ésta podría ser la alternativa al uso de poliestireno de la termoarcilla. Su conductividad térmica es de
0,44 W/mK.
• Utilizando la madera como materia prima única, en
Suiza se fabrica el Steko. Éste es un sistema rápido de
construcción mediante piezas de madera encajadas unas a
otras. El ancho de la pieza es de 16 cm, su altura es de 24
ó 32 cm y el largo es 16, 32, 48 ó 64 cm. Es muy ligero,
el muro pesa 45 kg/m2 y su densidad es de 280 kg/m3. La
conductividad térmica del bloque relleno de celulosa es
de 0,073 W/mK.
• También en madera, encontramos el LenoTec y el
LenoPlan. Sistema estructural de construcción mediante
paneles muy utilizado en Inglaterra tanto en paramentos
exteriores como interiores. El formato de los paneles es
de 14,8 m de largo x 4,8 m de ancho x un espesor variable entre 5,1 y 29,7 cm. La densidad del producto es de
500 kg/m3, aproximadamente. La conductividad térmica:
0,13 W/m2 K y el calor específico: 2100 J/kg K. 
Resistencia
a insectos y parásitos
Aditivos
Resistencia a compresión
kp/cm2
desde
Resistencia
a los microorganismos
Poder fonoabsorbente Hz
entre 100
49 a 60
Resistencia a tracción
kg/cm2
Emisión gases tóxicos
en caso de incendio
no
y 5000
Poder fonoaislantedB
Resistencia al fuego minutos
> 6 horas
a 1200ºC
Reacción al fuego
M1
(muro 20 cm revoco
ambas caras)
31
Clayted Reed cerramiento
Clayted Reed
Clayted
Clayted bloque
Karphosit bloque
Lenotec bloque
Microton bloque
bloque
Steko bloque
cerramiento
REFERENCIAS
- “Idoneidad de los Cerramientos Monocapa para Viviendas Bioclimáticas en
Emplazamientos de Elevada Severidad Climática”. XAVIER GARCÍA CASALS. Universidad Pontifica Comillas de Madrid, Instituto de Investigación Tecnológica.
http://www.iit.upco.es
- Norma básica de la Edificación sobre condiciones térmicas en los edificios.
NBE-CT79
- Página oficial del Código Técnico de la Edificación de España. http://www.codigotecnico.org/
- “Los nuevos requisitos de ahorro de energía para reducir la demanda energética de calefacción y refrigeración de los edificios en España. Código Técnico de
la Edificación”. SERVANDO ALVAREZ, JOSÉ LUÍS MOLINA, RAMÓN VELÁSQUEZ. Escuela
Superior de Ingenieros de Sevilla. http://www.femp.es/documentos/sostenible/s2p2.pdf
- “¿Qué?. Construcción ecológica”. Ara B sccl. Ceder Aitana.
- www.ecoconstruct.com
- www.casambiente.net
- www.claytec.de
- Agenda de la Construcción Sostenible. http://www.apabcn.es/sostenible/
- Bloque árido reciclado Electro-Jar. Viladecans, Barcelona. T: 936 589 852
AGRADECIMIENTOS
MARIA IZQUIERDO ingeniera técnica indistrial,
Clayted Reedmat
cerramiento