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Análisis higrotérmico del riesgo de daños por humedad en obras de rehabilitación: método Glaser vs. WUFI

Método Glaser contra WUFISabemos que una rehabilitación energética integral puede ser delicada, así que muchas veces nos surge la pregunta: ¿qué herramientas puedo usar para el análisis higrotérmico del riesgo de daños por humedad?

En este artículo, Oliver Style, de Praxispresenta una comparativa entre el método de cálculo simplificado Glaser, recogido en la UNE ISO 13788 [1], y la simulación higrotérmica dinámica con la herramienta WUFI Pro 1D [2], conforme la EN 15026 [3], para los climas de Barcelona y Burgos. Se estudia el caso de un muro macizo de ladrillo histórico sin revestimiento, con aislamiento interior. Aunque la UNE-ISO 13788 hace explicito las limitaciones del método de cálculo y deja evidente que no se debería de usar en casos como este, en la práctica, se sigue usando entre profesionales del sector.  Los resultados muestran las limitaciones del método Glaser para el análisis de la transferencia de humedad en muros macizos con aislamiento interior.

La rehabilitación energética integral de un edificio cambia de manera radical la respuesta higrotérmica de sus cerramientos. ¿Y qué pasa si solo puedo colocar aislamiento al interior de un muro macizo expuesto a la lluvia? ¿Habrá condensaciones y humedad? ¿Qué herramientas puedo usar para analizar el riesgo? Una de las herramientas más comunes es el método de cálculo conocido como Glaser, recogido en la UNE-ISO 13788. ¿Pero son fiables los resultados que da?

Miremos los resultados de un estudio comparativo entre el método de cálculo Glaser y la simulación higrotérmica dinámica con WUFI Pro 1D de un muro macizo de ladrillo cara vista, con aislamiento interior, para los climas de Burgos y Barcelona (Figura 1).

Style figura 1

¿Qué herramientas puedo usar para un análisis higrotérmico del riesgo de daños por humedad en obras de rehabilitación?

El método de cálculo más conocido es el Glaser, recogido en la UNE-ISO 13788, y fue desarrollado en 1958 para el análisis de elementos constructivos ligeros. Es un método de cálculo simplificado, basado en valores medios mensuales de temperatura y humedad relativa interior y exterior. Asume lo siguiente:

  • la transferencia de calor es en régimen estacionario
  • la transferencia de humedad es únicamente vía la difusión de vapor
  • los materiales se han secado por completo.

El cálculo determina si existen puntos críticos de condensación durante 1 año, despreciando los siguientes procesos físicos:

  • la variación de las propiedades higrotérmicas de los materiales debido a su contenido de agua
  • la absorción y emisión de calor latente
  • la succión por capilaridad y la transferencia de humedad en forma de líquido dentro de los materiales
  • el movimiento de aire a través de un elemento constructivo
  • la capacidad higroscópica de los materiales

La UNE ISO 13788 indica que el método es válido sólo en elementos constructivos donde estos efectos son despreciables. Por tanto, nunca se debería usar para analizar elementos constructivos masivos con aislamiento interior o exterior, o para elementos sujetos a la lluvia o que puedan sufrir ciclos repetidos de congelación y descongelación. El Documento Básico HE del CTE también hace explícita esta premisa. No obstante, el método Glaser se usa frecuentemente de manera incorrecta.

Por otro lado, tenemos el cálculo higrotérmico dinámico mediante simulación numérica, recogido en la EN 15026 e implementado en programas como WUFI y Delphin. Este método de cálculo resuelve las limitaciones de Glaser a través un análisis numérico horario que toma en cuenta todos los procesos higrotérmicos dinámicos descritos arriba, bajo condiciones de contorno realistas y condiciones iniciales de humedad en los materiales, que reflejan situaciones reales de una obra existente o nueva.

Comparativa: Glaser vs. WUFI, Muro de ladrillo macizo con aislamiento interior

A continuación, se presentan los resultados de un estudio comparativo entre Glaser y WUFI, para los climas de Barcelona y Burgos. Se aplica un aislamiento térmico de 5 cm de espesor en el interior del muro de ladrillo macizo. Se estudia una segunda variante con lámina barrera de vapor, en la cara caliente del aislamiento.

El muro de ladrillo tiene un espesor de 29 cm. De los 29 cm, se asume que un 80 % es ladrillo y un 20 % mortero de cal. La sección unidimensional se ha dividido para reflejar esta proporción ladrillo-mortero, conforme los datos de la Figura 2, siguiendo la metodología de Little et al [4]. Se han iniciado las simulaciones en WUFI con los materiales con un contenido de agua correspondiente a 80 % de humedad relativa, a 20 ºC de temperatura. Las simulaciones se realizan para 10 años, empezando en el mes de octubre. Los resultados de WUFI presentados en la comparativa con Glaser son para el año 10. La orientación del muro en los cálculos WUFI es norte, con un coeficiente de penetración del agua de lluvia del 70 %. Las propiedades higrotérmicas básicas de los materiales de muestra en la Figura 2.

Style figura 2

Para poder comparar los resultados de WUFI con el método mensual de Glaser (cuyos resultados no tiene resolución horaria), se han extraído los valores medios mensuales de temperatura y humedad relativa de los resultados horarios de WUFI.

Resultados

La Figura 3 muestra los resultados para el clima de Barcelona, instalando 5 cm de aislamiento al interior. En enero, Glaser arroja valores de temperatura un 16 % más altos que el cálculo dinámico, y un 14 % más bajos para la humedad relativa.

Style figura 3

La Figura 4 muestra los resultados para el clima de Burgos. En enero, Glaser arroja valores de temperatura un 22 % más altos que el cálculo dinámico con WUFI, y un 4 % más bajos para la humedad relativa.

Style Figura 4

La Figura 5 muestra los resultados para el clima de Barcelona, con una lámina barrera de vapor instalada entre el aislamiento interior y la placa de cartón yeso. En enero, Glaser arroja valores de temperatura un 16 % más altos que el cálculo dinámico con WUFI, y un 81 % más bajos para la humedad relativa. Los resultados del método Glaser indican que no hay riesgo de daños por humedad, con una humedad relativa máxima del 67 %, cuando los resultados de WUFI indican una humedad relativa media del 99 %, habiendo riesgo de patologías por humedad.

Style Figura 5

La Figura 6 muestra los resultados para el clima de Burgos. Aquí la tendencia es idéntica: los resultados Glaser arrojan valores de humedad relativa mucho más bajos que el cálculo dinámico con WUFI.

Style Figura 6

Conclusiones

En el clima de Barcelona sin barrera de vapor, los resultados de la humedad relativa en la cara interior del muro existente, son entre un 2 % y 28 % más bajos con el método Glaser que los resultados dinámicos con WUFI. En el clima de Burgos, varía entre un 2 % más alto y 26% más bajo. En el caso del muro con barrera de vapor, la diferencia es mucho más marcada: de 48 % a 81 % más bajos en el clima de Barcelona, y de 62 % a 116 % en el clima de Burgos.

Los resultados indican que el método Glaser descrito en la UNE-ISO 13788 no es apto para el análisis de la transferencia de humedad en muros macizos sin revoco exterior, expuestos a la lluvia, con aislamiento interior. La gran diferencia entre los resultados podrá dar pie a un diseño higrotérmico erróneo y generar posibles patologías intersticiales.

Para este tipo de instalación, muy sensible en términos higrotérmicos, se recomiendo realizar un cálculo dinámico y/o consultar con un técnico/a. Se recomienda ampliar el estudio para analizar el contenido de agua de los materiales y la influencia de las infiltraciones/exfiltraciones de aire (más allá de un análisis de la humedad relativa en la cara interior del muro). Además, se recomienda realizar una medición in-situ para determinar el coeficiente de transporte líquido de un muro de ladrillo macizo histórico, ya que su comportamiento higrotérmico es muy variable.

Referencias

[1]UNE-EN ISO 13788:2016. Características higrotérmicas de los elementos y componentes de edificación. Temperatura superficial interior para evitar la humedad superficial crítica y la condensación intersticial. Métodos de cálculo. (ISO 13788:2012)

[2]WUFI, o Wärme Und Feuchte Instationär, programa de cálculo higrotérmico dinámico para el análisis de transferencia de calor y humedad en elementos constructivos, desarrollado por el Fraunhofer Institut, Alemania.

[3]UNE-EN 15026:2007. Comportamiento higrotérmico de componentes de edificios y elementos constructivos. Evaluación de la transferencia de humedad mediante simulación numérica

[4]Joseph Little, Carolina Ferraro & Beñat Arregi 2015, “Assessing risks in insulation retrofits using hygrothermal software tools. Heat and moisture transport in internally insulated stone walls.” Historic Environment Scotland Technical Paper 15, Second Edition, 2015, Edinburgh, Scotland.

[5]ASHRAE 160-2016. Standard 160-2016 -- Criteria for Moisture-Control Design Analysis in Buildings (ANSI Approved).

 
Modificado por última vez enLunes, 25 Octubre 2021 14:46

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UPONOR Soluciones sostenibles para la edificación

Uponor participó en la feria Berdeago de sostenibilidad, un sector en el que Uponor quiere ser líder, desde los objetivos que se ha fijado como empresa. El año pasado Uponor logró producir un 93% de energía certificada verde, con un objetivo ambicioso de ser 100% verdes en 2025. También han apostado por ahorrar consumos hídricos en el proceso de producción. "Esperamos estar en 2027 muy por debajo de las emisiones que pide la ONU en 2030. Todo esto, estamos buscando la acreditación EPDs que serán de obligado cumplimiento", nos explica en este vídeo Koldo Puente, gestor de cuentas de la Zona Norte de Uponor. Conscientes de que la construcción supone el 40% de las emisiones de carbono, Uponor implementa sus soluciones para apostar por la sostenibilidad en la construcción y favorecer la descarbonización de los edificios. Así, se está orientando a la industrialización de la construcción con soluciones de descentralización de edificios o de suelo radiante (climatización invisible). Destaca el sistema de autofijación para climatización por suelo radiante. Con ausencia de tetones, el contacto es directo de la plancha con la tubería, lo que da más libertad de diseño de la instalación y el contacto de tubería con el mortero es total. Otra novedad es el sistema de tubería Ecoflex Termo Twin, en el que conseguimos reducir el diámetro exterior y la envolvente con una nueva estructura interior de células de vacío con células de silicio. Logramos un valor de landa extremadamente bajo de 0,04. Esto es que en un km de tubería somos capaces de perder sólo 0,1 grados, lo que es una autentica revolución. #berdeago2022 #uponor

DAIKIN en la vivienda sostenible: Purificación, climatización, ventilación y aerotermia

Daikin España presentó en la feria berdeago las soluciones y tecnologías de su catálogo para la vivienda sostenible y eficiente. Los purificadores de aire Daikin, portátiles, cuentan con la tecnología Flash Streamer, patentada por Daikin, que elimina prácticamente el 100% de los virus y bacterias. Una tecnología silenciosa, con filtros electrostáticos y abalada por el Instituto Pasteur de Francia. También prodemos ver los aparatos split de climatización, equipos de alta eficiencia energética con un control muy avanzado con distintos filtros de calidad del aire que aseguran un ambiente saludable en las estancias, eliminan virus y bacterias, y combaten lo olores. Continuamos el recorrido por las soluciones de Daikin con los equipos de ventilación con recuperación de calor DUCO Box, que admiten diferentes configuraciones a nivel de conductos y de difusión de aire. Finalmente, la solución de aerotermia Daikin Altherma. En este evento, Daikin presentó el modelo de HidroKit con depósito de agua caliente integrado. Se trata de un depósito disponible en distintos tamaños y volúmenes, desde 180 l a 230 l. Todas las conexiones se ubican en la parte superior del equipo, lo cual facilita su instalación y su ubicación dentro de la vivienda. El equipo es combinable también con distintas unidades exteriores, permitiendo trabajar a diferentes rangos de temperatura. Visita la siguiente página web para más información sobre DAIKIN: https://www.daikin.es #berdeago2022 #daikin

Tecnología InCare de URSA que mejora la calidad del aire interior

URSA ha lanzado al mercado español nuevos conductos de lana mineral URSA AIR con la nueva y exclusiva tecnología InCare, que mejora la calidad del aire en espacios cerrados. Esta innovación elimina de forma más rápida hasta el 99,99 % de las bacterias mediante una tecnología a base de iones de cobre aplicada a los paneles de lana mineral de los sistemas de climatización. Conscientes de la importancia, cada vez mayor, de la calidad del aire interior y sus efectos sobre la salud de las personas, URSA añade un componente extra de seguridad y salubridad a su gama de conductos URSA AIR® y ayuda a sensibilizar a la sociedad de que la calidad del aire es un factor clave de su bienestar en los entornos cerrados. Laia Recasens, Product Manager de URSA, nos descubre en este vídeo sus beneficios: ● Inactivación microbiana El cobre de la tecnología InCare inhibe la reproducción bacteriana, por lo que ayuda a reducir el riesgo de alergias, enfermedades infecciosas y cuida la salud de las personas. ● Durabilidad Las propiedades del cobre no se deterioran y perduran en el tiempo y durante toda la vida útil. ● Material seguro El cobre es un material mineral natural respetuoso con la salud y el medioambiente. Ramón Ros, director general de URSA Ibérica afirma que “la pandemia nos ha hecho darnos cuenta de la urgente necesidad que existe de mejorar la calidad del aire en espacios cerrados. Hemos aprendido que protegernos de los virus y otras sustancias que contaminan el aire que respiramos es una prioridad para mantenernos sanos y tener calidad de vida. Por esta razón hemos apostado por desarrollar una tecnología que nos ayude a minimizar la transmisión de patógenos hoy y mañana”. Estudios realizados por un instituto de investigación independiente de acuerdo a la norma ISO 20743:2013 avalan que los nuevos paneles URSA AIR con tecnología InCare muestran una capacidad de reducción microbiana de hasta más del 99,99% en las paredes internas del conducto. A mayor rapidez biocida, mayor cuidado de la calidad del aire que circula por su interior. La tecnología InCare es una medida complementaria al mantenimiento y limpieza de conductos. No reemplaza las pautas marcadas por las normas ni las recomendaciones proporcionadas por los expertos. Los paneles fabricados con la tecnología InCare para la construcción de conductos mantienen, además, las tradicionales ventajas de la gama: gran absorción acústica, resistencia térmica y excelentes valores de reacción al fuego. Estos conductos contribuyen a mejorar la calificación obtenida por los edificios con certificaciones de eficiencia energética, sostenibilidad y salud como LEED, BREEAM, VERDE o WELL y disponen de Declaraciones Ambientales de Producto (DAP). “La OMS nos recuerda continuamente que mantener una correcta ventilación y climatización de los espacios interiores, a través de ventanas o mediante ventilación mecánica, es clave para prevenir el SARS-CoV. Para nosotros es una auténtica satisfacción responder a esta necesidad social y poder ofrecer a nuestros clientes y usuarios esta nueva tecnología que nos ayudará a habitar espacios más seguros, saludables y sostenibles”, asegura Ramón Ros. El lanzamiento de la tecnología InCare es resultado de la apuesta de URSA por la innovación que mejora la vida de las personas y da respuestas a los retos actuales y futuros de sostenibilidad, eficiencia y seguridad. Más información: https://bit.ly/3aY3UIg #innovacioncaloryfrio #ursa #calidaddelaireinterior

Duchas con recuperador de calor integrado CERIAN

Las tecnologías de recuperación de calor de las aguas grises ofrecen un potencial de ahorro significativo de la "necesidad de energía" para calentar el agua caliente sanitaria, desde un mínimo del 37% para elementos horizontales hasta un 75% para elementos verticales. Cerian es la primera empresa española que ha desarrollado un plato de ducha que incorpora un elemento recuperador de energía integrado con un 40% de potencial de ahorro energético y una columna de ducha con el 72% de eficiencia. El plato de ducha es un elemento ideal para reformas de cuartos de baño y nueva construcción en los que se elige una solución minimalista completamente integrada, sin elementos móviles, fácilmente accesible y en la que el usuario no aprecia que este realizando ninguna acción y a la vez ahora energía. En viviendas se puede instalar de dos formas diferentes, esquema A y Esquema B.   Dependiendo de la cercanía del plato de ducha al calentador de agua. La instalación no cambia casi nada respecto de un plato de ducha tradicional, simplemente hay que desviar el agua fría y dirigirla hasta el plato de ducha y una vez recuperada la energía el agua vuelve a subir por la tubería hasta la válvula mezcladora. Las tuberías quedan ocultas detrás del alicatado de la pared y quedan ocultas.   Si el calentador está cerca del plato de ducha, opcionalmente podemos realizar una instalación más eficiente, por una parte, no se pierde energía en la tubería y por otra ganaremos unos puntos la eficiencia energética. En este caso, la salida del plato de ducha se dirige hacia el calentador de agua y a la válvula mezcladora. Se consigue precalentar el agua fría que va hacia el calentador y la de la ducha.   Cerian también ha desarrollado un sistema recuperador vertical que será comercializado próximamente, con este sistema se consiguen tasas de eficiencia energética del 72,5 % en las duchas y más del 60% en el conjunto de la vivienda. De esta forma, los técnicos dispondrán de otra alternativa más para diseñar viviendas con los objetivos marcados por el Código técnico de la edificación, el 60 % de energía renovable o con recuperadores. Cerian nace como una empresa comprometida con la sociedad y con el planeta, actualmente es la única empresa española que forma parte de la asociación de fabricantes europeos de recuperadores de calor de aguas grises, ha sido seleccionada por solar impulse como una de las 1000 soluciones innovadoras para salvar el planeta. Actualmente tiene en marcha un proyecto de transferencia tecnológica con 4 centros de formación profesional promovido por el ministerio de educación con fondos Plan de Recuperación, Transformación y Resiliencia. Es nuestro objetivo devolver a la sociedad, todo el apoyo que nos está prestando para investigar y desarrollar esta tecnología que tendrá un gran impacto positivo en el medioambiente. Más información en: http://passiveshower.com/ #berdeago2022 #cerian #duchas

La casa eficiente con aerotermia + ventilación + fotovoltaica de LANSOLAR INGENIEROS

Lansolar Ingenieros nos muestra durante la feria Berdeago 2022, sus soluciones integrales para lograr una casa eficiente. Desde la aerotermia para generar agua caliente sanitaria y climatización, pasando por la ventilación con recuperación de calor para asegurar una buena calidad del aire interior, sin olvidar la energía solar fotovoltaica para asegurarnos un ahorro de energía eléctrica consumida. #berdeago2022 #lansolar

Ventajas de la Anhidrita como mortero autonivelante para instalar suelo radiante: ANHIVEL

Iñaki Isusi, director técnico de Anhydritec en España nos muestra en su stand de Berdeago las soluciones de Anhivel, especialistas en mortero autonivelante de base anhidrita para suelos radiante. Somos lideres europeos en la fabricación de anhidrita, de aditivos y tecnologías para la elaboración de morteros autonivelantes, con una media de 14M de m2 aplicados al año en 15 países europeos. Para España, Anhivel Morteros, es nuestra imagen de marca. Diseñamos morteros sostenibles, sustituyendo el cemento por anhidrita en su elaboración, nuestro ligante está compuesto por un 95% de materiales reciclados, de ahí sus ventajas medioambientales frente a los morteros de cemento: - un impacto ambiental 80% menor en todo su ciclo de vida, acreditado mediante la Declaración Ambiental de Producto, EPD. -y unas emisiones de CO² 8 veces menores. Aparte de la reducción de emisiones y consumo de energía conseguido en su uso para la cubrición de sistemas de colección por suelo radiantes. Contribuyendo a la sostenibilidad en la edificación, obteniendo créditos en las certificaciones medioambientales como Leed, Breeam, Verde, etc. Sobre calefacción por suelo radiante, nuestros morteros mejoran la eficiencia del sistema, por conductividad, emisividad y difusividad térmicas, así como, prestaciones mecánicas y densidad. Consiguiendo una superficie emisora con mayor rendimiento, mayor confort y mayor ahorro. La capa de mortero es la parte encargada de la distribución y emisión del calor, de ahí la importancia de aplicar un mortero con las propiedades de Thermio. Para sacar el máximo partido a la instalación radiante es necesario que exista una coordinación previa a su colocación, entre la dirección de obra, el calefactor y el aplicador del mortero. Se deben evaluar dos cosas: planimetría del soporte y cotas -la planimetría de la solera-forjado soporte, corrigiendo sus posibles desniveles. -y las cotas de acabado se calculan sumando el espesor de la base del asilamiento del sistema radiante, el espesor del mortero, contando con 2-3cm sobre la tubería radiante aplicaremos un espesor de 4-5cm, y el espesor del revestimiento a colocar. La suma de estas 3 partes, plancha, mortero y revestimiento, tendrá que ser igual a la cota que tenemos desde la soleraforjado soporte a la cota de acabado. Por ejemplo, con un aislamiento de 2cm de base, más 4-5 cm de mortero y un acabado de gres, 1,5cm, tendremos un total de 7,5- 8,5cm; esta medida será el espacio-altura a dejar desde la soleraforjado soporte a la cota de acabado. Si dejamos una altura mayor, nos obligará a aplicar más mortero, penalizando la eficiencia y el ahorro del sistema radiante. En caso de tener un exceso de medida es mejor potenciar el aislamiento, no aplicar más espesor de mortero, así ganaremos en resistencia térmica y eficiencia. Se trata de hacer un “radiador” en el suelo; al igual que se dimensionan los radiadores de pared en función de la estancia, m2, ubicación, uso; debemos intentar aplicar un espesor de mortero uniforme y adecuado, para conseguir una reacción homogénea y rápida del suelo radiante. Más información: https://www.anhivel.com/es/ #berdeago2022 #anhivel #morteros

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