Envolvente Térmica

Las edificaciones sufren fenómenos de transferencia de calor entre el interior y el exterior especialmente por los materiales de su envolvente. La capacidad de algunos materiales para oponerse a ésta transferencia de calor se conoce comúnmente como resistencia térmica. Ésta característica debiera ser la estrategia más común para disminuir la demanda de calefacción de un espacio habitable. Aunque muchas veces se pretende mejorar ésta demanda y consecuente confort con sistemas de calefacción más eficientes, éstas medidas debieran adoptarse después de haber implementado todas las estrategias de diseño pasivo mencionadas anteriormente que incluyen principalmente mejorar la envolvente térmica.

Teniendo en cuenta que el 56% del consumo de energía residencial en Chile es para calefacción de espacios (MINVU, 2011), se hace extremadamente importante atacar la causa de este alto porcentaje de pérdidas de calor que depende de varios aspectos; incluyendo el clima, las características térmicas del edificio, los estilos de vida de los ocupantes, entre otros.

La envolvente del edificio pierde calor principalmente a través de tres formas:

Radiación: transferencia de calor a través de ondas electromagnéticas, por lo tanto, no requiere medios para propagar. La energía irradiada se mueve a la velocidad de la luz.
Convección: flujo de calor por corrientes dentro de un fluido (líquido o gas). La convección es el movimiento de masas de fluido o gas.
Conducción: flujo de calor a través de medios sólidos por la vibración interna de las moléculas y libre electrones y por enfrentamientos entre ellos.

En relación con la conducción, este fenómeno ocurre porque la temperatura tiende a igualarse cuando el exterior es más cálido que el interior (verano) o viceversa (invierno). Asimismo, la velocidad de movimiento de esta transferencia está determinada por las propiedades de resistencia térmica de los diversos materiales. Por lo tanto, la conductividad térmica de un material es la propiedad que hace que el calor se transmita desde el lado de la temperatura más alta a la temperatura más baja. Esta característica puede expresarse como:

U = 1 / Σ Resistencias térmicas de cada elemento en la estructura

El valor U entonces, nos determina la transmitancia térmica de los elementos de la envolvente. A mayor valor U, mayor será la rapidez de perdida de calor y por ende mayor demanda de calefacción de esa edificación. 

La Normativa Chilena establece límites del valor U para cada material de una envolvente y por zonas determinadas.

Talca se encuenta en la Zona 4

Es prudente también analizar normas internacionales que podrían servir como marco comparativo para entender que los valores chilenos están distantes de una buena normativa que ayude a reducir las demanda de calefacción. Las ciudades analizadas han sido elegidas ya que tienen un clima similar al de Talca. Las mediciones están relacionadas con los grados días de la ubicación en estudio. Por esta razón, la Tabla siguiente muestra una comparación de ciudades analizadas con el valor U correspondiente por elemento y calefacción grados días con 18.5 ° C como referencia.

La casa ZEROe obtiene los siguientes valores U:

  1. Muros 0,20 w/m2 K
  2. Techos 0,16 w/m2 K
  3. Pisos Ventilados 0,60 w/m2 K
  4. Ventanas 1,80 w/m2 K (Zonas Habitables) 2,80 w/m2 K (Zonas no Habitables)

Se puede apreciar que se han superado por completo los valores máximos exigidos por la normativa chilena, incluso superando las normativas europeas más exigentes.

Para llegar a esos valores la vivienda ha sido diseñada con materiales con alta aislación térmica. Está estructurada con una losa de hormigón armado con aislación térmica en sus fundaciones. La estructura vertical perimetral corresponde a Panel SIP con una aislación interior de Poliestireno Expandido de 140 mm. Su exterior está compuesto por Sistema EIFS, alta aislación térmica exterior con placa de EPS de 40 mm, mortero profinish y pintura elastómerica como terminación. El cielo está conformado por placas de yeso cartón y una capa de lana de vidrio de 250 mm totales. Cubierta de Panel Kover Pol con aislación interior de 30 mm y lana de vidrio de 250 mm en promedio por encima del cielo.

Reducción de puentes térmicos y hermeticidad

Se ha tenido especial cuidado en evitar los puentes térmicos que son puntos débiles de aislación o defectos de la construcción que provocan infiltraciones de aires no deseadas. Para esto se ha trabajado con sellos en todas las uniones, marcos de puertas completos y un especial cuidado y supervisión en la instalación de la aislación. Asimismo, el Sistema EIFS entrega una solución libre de puentes térmicos al ser un recubrimiento continuo por el exterior.

La elección del tipo de ventana se ha tomado con el fin de minimizar la existencia de estos puentes térmicos, usando en casi su mayoría ventanas con perfilería de PVC y DVH proyectantes y batientes.

Con todas estas acciones, se ha pretendido aumentar al máximo la hermeticidad de la vivienda para poder controlar las pérdidas de calor por ventilación. Ahora bien, a mayor hermeticidad debe haber una mayor eficacia en la ventilación natural puesto que el intercambio de aire es esencial para mantener un nivel de confort interior.