CONTRIBUCION DE LA PROYECCION DE LANA MINERAL A LA EFICIENCIA ENERGETICA

 

Rafael Sarasola Sánchez-Castillo

CEO de Solexin

Doctor Ingeniero de Caminos , Canales y Puertos

Aislamiento térmico

 

 

Es el conjunto de materiales y técnicas de instalación que se aplican en los elementos constructivos que limitan un espacio caliente para minimizar la transmisión de calor hacia otros elementos o espacios no convenientes. También se aplica a la acción y efecto de aislar térmicamente.

Elección del aislante A la hora de seleccionar el material, la propiedad principal a tener en cuenta, es la conductividad, pero no hay que olvidar: la densidad, la estabilidad química, la rigidez estructural, la degradación y lógicamente el costo, que son fundamentales para que el material pueda culminar la función para la que se instaló. Muchos materiales pierden entre el 20% y el 5% de su calidad aislante durante el primer año de uso. En los materiales que absorben humedad, aumenta considerablemente su conductividad y pierden, o cuando menos disminuye, su funcionalidad. Los aislantes sueltos pueden apelmazarse. Todo ello hace, que al seleccionar un aislante haya que fijarse atentamente en sus propiedades, las cuales deben de estar reflejadas en la documentación que el fabricante debe, preceptivamente, acompañar al material3 y que son:

 

 

 

· Conductividad: expresada en W/(m.K). Tendrá que estar indicada la temperatura para la que es válido el valor de conductividad indicado, ya que ésta es variable con la temperatura. También es variable con la humedad, por lo que se supone que el valor dado se refiere al material seco. · Permeabilidad: expresada en g/(m.s.Pa). Algunos materiales pueden incorporar barreras de vapor.

· Densidad aparente: expresada en kg/m3 . Si el material tiene un espesor fijo, puede indicarse en kg/m2. · Capacidad calorífica: No es necesario en caso de transmisión de calor en régimen estacionario, pero es importante para casos de análisis de comportamiento del aislante durante un tiempo. · Propiedades mecánicas: resistencia a la compresión, resistencia a la flexión y coeficiente de dilatación térmica.

· Absorción de agua: puede expresarse en % de volumen de agua por volumen de material. Es importante, porque la humedad hace variar valores como; la conductividad, la densidad y la capacidad calorífica.

· Intervalo de temperaturas: Ver si hay degradación de algún tipo a partir de determinadas temperaturas.

· Comportamiento químico: Con el paso del tiempo pueden liberarse algunos compuestos químicos que pueden ser nocivos en algún aspecto.

· Estabilidad: Frente al fuego, a los agentes químicos y a los microorganismos.

· Datos económicos: Tiempo de vida del material, facilidad de instalación, coste unitario. Etc.

Calculo del espesor y producto optimo

A la vista de estas propiedades, se selecciona el más idóneo y se procede al cálculo del espesor óptimo para conseguir la mejor relación costo/ahorro energético.

La lana mineral es una solución óptima para pisos bajos en locales sin calefacción. Por ejemplo garajes.

Estudios realizados en Europa sobre los rendimientos térmicos de las diferentes técnicas de aislamiento de sótano o entreplantas en locales sin calefacción (como aparcamientos en edificios de oficinas, tiendas, viviendas …) con vigas de soporte se encuentran incluidas como elemento de sustentación. De hecho, la definición de necesidades de energía se basa, entre otras cosas, en el análisis de las diferentes pérdidas de calor de la envolvente del edificio. Con respecto a estos pisos bajos, los rendimientos de las diferentes sistemas de aislamiento nunca se habían calculado, y especialmente ningún valor en la caracterización de los puentes térmicos todas basadas en estimaciones basadas proporcionada por los fabricantes.

 

 

 

Con este estudio, se quiere calcular el nivel de rendimiento del aislamiento proyectado de lana mineral en comparación con el aislamiento térmico mediante rellenos o paneles de encofrado. Las prestaciones del aislamiento térmico mediante lana mineral, además de las otras ventajas de protección contra incendios, de confort, facilidad de instalación …, se encuentran al menos equivalentes a las de los paneles citados que permiten beneficios significativos para el envolvente de edificios, especialmente cuando los edificios son bajos.

Se compararon los coeficientes de transmisión térmica K de las diferentes técnicas de aislamiento térmico de suelos bajos que consisten en una losa y vigas , teniendo en cuenta la incidencia de puentes térmicos.

Ventajas de la técnica de aislamiento de proyección de lana mineral para pisos bajos

El contexto del estudio.

Los cinco tipos de técnicas de aislamiento se estudiaron con tres variaciones de encuentro de vigas y tamaños de vigas.

El suelo de las instalaciones sin calefacción consiste en vigas longitudinales y transversales. En cada intersección entre el encuentro transversal y longitudinal hay un pilar. La losa de hormigón de 0,23 m de espesor sobre una superficie de 50 X 20 m está aislada:

1. Por proyección de lana mineral (λ = 0.046 W / mK *, ep = 138 mm en la losa (R = 3m².K / W) con aislamiento de las vigas por 40 mm de lana proyectada,

(*): Válido solo para productos de densidad incluidos entre 140 y 200 kg / m³.

2. Mediante un panel de recubrimiento fijado mecánicamente (fijaciones de metal y plástico) de acuerdo con las recomendaciones del fabricante (λ = 0.038 W / mK, ep = 115mm, R = 3m².K / W), sin aislamiento de las vigas, teniendo en cuenta la puentes térmicos debido a las uniones entre paneles y sujetadores metálicos,

3. Mediante fijación mecánica. (características enumeradas anteriormente) con vigas aisladas por panel,

4. Inserciones mecánicamente fijadas con vigas aisladas por lana mineral de 40 mm

5. Por paneles de encofrado perdido (λ = 0.038 W / mK, ep = 120 mm, R = 3.15m².K / W), sin aislamiento de las vigas, teniendo en cuenta los puentes térmicos debido a las juntas entre los paneles.

El estudio muestra que para una resistencia térmica equivalente de la capa de aislamiento (3,00 m2.K / W), el aislamiento mediante proyección de lana mineral mejora el coeficiente de transferencia de calor con respecto al panel de recubrimiento: Arriba = 0.29W / m2.K para el aislamiento proyectado y Up = 0.36W / m2.K para el panel de recubrimiento.

En los estudios térmicos relacionados con el piso bajo o sotano o garaje o almacenes, el coeficiente de transmisión superficial a menudo se reduce a la parte actual de la losa, los juntas nomse tratan, así como los otros puentes térmicos inducidos por la implementación de los paneles: sujecciones y uniones entre paneles. El estudio realizado por CSTB reveló la importancia de los puentes térmicos inducidos por:

– las vigas

– el tipo de implementación (uniones entre los paneles y el modo de fijación del aislamiento).

• El aislamiento de vigas optimiza el rendimiento térmico.

Incluso si las vigas generalmente representan solo del 10 al 15% del área del piso (las caras laterales no se tienen en cuenta en esta área), su aislamiento contribuye en gran medida a la reducción del coeficiente de transferencia térmica del piso (de simple a doble en algunos casos). Un aislamiento de las vigas, de pequeño espesor (por ejemplo, mediante proyección) permite reducir en gran medida los puentes térmicos en comparación con los juntas abiertas. Sin embargo, esta mejora no es proporcional al grosor del aislamiento: la instalación de un aislamiento grueso (por ejemplo, paneles) no aumentará significativamente el rendimiento térmico.

El aislamiento térmico de las vigas hechas por proyección de lana con espesor es menos costoso y permite una implementación rápida y fácil a diferencia del aislamiento del panel aislante más grueso.

• Con los paneles de recubrimiento no se pueden evitar los puentes térmicos y perjudica al aislamiento , la colocación de masillas para su recubrimiento encarece la aplicación.

El impacto de los puentes térmicos por la implementación es particularmente significativo en la técnica de aislamiento mediante sujeciones o paneles inferiores de encofrado: la instalación de paneles genera un aumento en el coeficiente de transmisión térmica del forjado (Uf) debido a las fijaciones (15% para sujetadores de metal) y un aumento del 3% en Uf debido a las juntas entre los paneles.

La técnica de proyección limita los puentes térmicos y evita cualquier perforación en la losa. Este método es particularmente adecuado en configuraciones de losas con paso de redes o losas pretensadas.

Por lo tanto, se observa que la lana mineral implementada por proyección proporciona un rendimiento térmico superior al de los paneles (encofrado perdido o revestido inferiormente), a pesar de su menor conductividad térmica y, a menudo, menores costos.

Nota.

Este estudio se llevó a cabo tomando el valor tabulado de conductividad térmica del RT2005 para la lana mineral (penalizando el valor predeterminado: 0,046 W / mK *, en ausencia de la validación ACERMI de las propiedades térmicas de la lana de mineral).

(*): Válido solo para productos con una densidad entre 140 y 200 kg / m³.

Referencias Bibliográficas

1. Guia_practica_energia_rehabilitacion_edificios_aislamiento_mejor_solución

2. Frank Kreith & Mark S. Bohn. Principios de Transferencia de calor, página 41.

3. Lluis Jutglar i Banyeras. ‘’Aislamiento térmico’’. página 67

4. IDAE. Guía técnica de diseño y cálculo del aislamiento térmico de conducciones, aparatos y equipos. http://www.idae.es/uploads/documentos/documentos_10540_Diseno_y_calculos_aislamiento_AISLAM_GT3_07_01ee3c15.pdf

5. Balance de energía final (1990-2013) http://www.idae.es/index.php/idpag.802/relcategoria.1368/relmenu.363/mod.pags/mem.detalle 6. http://www.minetur.gob.es/energia/planificacion/Paginas/Index.aspx 7. http://www.codigotecnico.org/images/stories/pdf/ahorroEnergia/DccHE.pdf

8. Demanda energética: Energía útil necesaria que tendrían que proporcionar los sistemas técnicos para mantener en el interior del edificio unas condiciones definidas reglamentariamente. Se expresa en kW·h/m2. año, considerada la superficie útil de los espacios habitables.

9. Consumo energético: es la energía necesaria para satisfacer la demanda energética de los servicios de calefacción, refrigeración, ACS y, en edificios de uso distinto al residencial privado, de iluminación.

10. Transmitancia térmica: Es el flujo de calor, en régimen estacionario, dividido por el área y por la diferencia de temperaturas de los medios situados a cada lado del elemento que se considera.

11. Envolvente térmica: Se compone de los cerramientos del edificio que separan los recintos habitables del ambiente exterior y las particiones interiores (tabiques) que separan los recintos habitables de los no habitables que a su vez estén en contacto con el ambiente exterior.

12. Zona climática: se definen 12 zonas climáticas en función de las severidades climáticas de invierno (A, B, C, D, E) y verano (1, 2, 3, 4) de la localidad en cuestión. Se excluyen las combinaciones imposibles para la climatología española.

13. Reglamento de Instalaciones térmicas en los edificios. http://www.idae.es/uploads/documentos/documentos_10540_Comentarios_RITE_GT7_07_2200d691.pdf

14. Norma UNE-EN-ISO 12441 sobre: Aislamiento térmico para equipos de edificación e instalaciones industriales. Método de cálculo. Frank Kreith & Mark S. Bohn. (2002) Principios de Transferencia de calor. Thomson Editores. isbn 84-9732-061-1 Lluis Jutglar i Banyeras. (1998) Aislamiento Térmico. Ediciones Ceac. Isbn 84-329-6558-8 Obtenido de «https://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Aislamiento_térmico&oldid=104465297» Aislamiento y edificación. Véase también R. L’étude menée par le CSTB à la demande du GPFM.