Hermeticidad del edificio

La estanqueidad al aire de un edificio (también llamada estanqueidad de la envolvente) se define como la resistencia a las fugas de aire hacia el interior o el exterior a través de puntos o áreas de fuga no intencionadas en la envolvente del edificio . Estas fugas de aire se deben a las presiones diferenciales a través de la envolvente del edificio , como consecuencia de los efectos combinados de la chimenea , el viento exterior y los sistemas de ventilación mecánica. ^{[ 1 ]}

La estanqueidad al aire es la propiedad fundamental de un edificio que influye en la infiltración y exfiltración (la fuga incontrolada de aire exterior hacia dentro y hacia fuera a través de grietas, intersticios u otras aberturas no intencionadas de un edificio, causada por los efectos de presión del viento y/o el efecto chimenea). ^{[ 2 ]}

Un edificio hermético tiene varios impactos positivos ^{[ 3 ]} cuando se combina con un sistema de ventilación adecuado (ya sea natural, mecánico o híbrido): ^{[ 4 ]}

• Menores facturas de calefacción debido a una menor pérdida de calor , con requisitos potencialmente menores para la capacidad de los equipos de calefacción y refrigeración.
• Sistema de ventilación de mejor rendimiento
• Menor probabilidad de moho y pudrición porque es menos probable que la humedad entre y quede atrapada en las cavidades ^{[ 5 ].}
• Menos corrientes de aire y, por lo tanto, mayor confort térmico.

Varios estudios han demostrado ahorros de energía sustanciales al sellar las envolventes de los edificios. ^{[ 1 ] [ 6 ] [ 7 ]} El informe técnico del proyecto ASIEPI sobre la hermeticidad de edificios y conductos estima el impacto energético de la hermeticidad de la envolvente en el orden de 10  kWh por m ² de superficie de piso por año, para las necesidades de calefacción en una región moderadamente fría (2500 grados-día ). ^{[ 1 ]} El Building Research Establishment en el Reino Unido también publicó datos experimentales que muestran los ahorros de energía de una buena hermeticidad ^{[ 6 ]} así como el número especial de las revistas REHVA sobre hermeticidad. ^{[ 7 ]} Concluyen que se puede ahorrar un 15 % del consumo de energía de climatización en el contexto del Reino Unido, pasando de 11,5  m ³ /(m ² ·h) @50  Pa (valor actual promedio) a 5  m ³ /(m ² ·h) @50  Pa (alcanzable).

Debido a su impacto en las pérdidas de calor, una buena estanqueidad del edificio puede permitir la instalación de sistemas de calefacción y refrigeración de menor capacidad. Por el contrario, una estanqueidad deficiente puede impedir alcanzar la temperatura interior deseada si el equipo no se ha dimensionado teniendo en cuenta las pérdidas de calor por infiltración.

Desde el punto de vista energético, casi siempre es deseable aumentar la hermeticidad, pero si la infiltración proporciona una dilución útil de los contaminantes interiores, la calidad del aire interior puede verse afectada. ^{[ 8 ]} Sin embargo, a menudo no está claro cuán útil es esta dilución, ya que las fugas en los edificios provocan flujos de aire incontrolados y habitaciones potencialmente mal ventiladas, aunque la tasa total de intercambio de aire del edificio sea suficiente. ^{[ 9 ]} Este efecto adverso ha sido confirmado por simulaciones numéricas en el contexto francés, que han demostrado que los sistemas típicos de ventilación mecánica producían una mejor calidad del aire interior con envolventes más herméticas. ^{[ 9 ]}

El aire que se filtra a través de la envoltura desde el lado relativamente cálido y húmedo hacia el lado relativamente frío y seco puede causar condensación y daños relacionados a medida que su temperatura desciende por debajo del punto de rocío . ^{[ 10 ] [ 11 ]}

Las filtraciones suelen producirse en los siguientes puntos de la envolvente del edificio: ^{[ 12 ]}

• Uniones entre paredes y otras paredes o pisos
• Uniones entre marcos de ventanas y paredes
• Equipos eléctricos
• Puertas de acceso y otras perforaciones en la pared

En la figura se enumeran los puntos de fuga más comunes y se explican a continuación:

1. Unión de la planta baja / pared vertical
2. Unión del alféizar de la ventana / pared vertical
3. Dintel de ventana de unión / pared vertical
4. Junta de ventana / pared vertical (vista horizontal)
5. Pared vertical (sección transversal)
6. Pared vertical perforada
7. Unión del último piso / pared vertical
8. Penetración en el último piso
9. Ventana francesa de unión / pared vertical
10. Unión de techo inclinado y pared vertical
11. Penetración en techo inclinado
12. Unión de tejado inclinado / cumbrera
13. Unión de techo inclinado / ventana
14. Persiana enrollable de unión / pared vertical
15. Unión de piso intermedio / pared vertical
16. Dintel de puerta exterior de unión / pared vertical
17. Umbral de puerta exterior de unión / umbral
18. Penetración en la planta baja / espacio de acceso restringido o sótano
19. Pozo de servicio de la bifurcación / puerta de acceso
20. Unión de pared interior / piso intermedio

La estanqueidad al aire de un edificio se expresa a menudo en términos del caudal de fuga de aire a través de la envolvente del edificio a una presión de referencia determinada (normalmente 50 pascales ) ^{[ 10 ]} dividido por:

• Volumen calefactado del edificio V. A 50·Pa, se denomina tasa de renovación de aire a 50 Pa y se suele denotar n ₅₀ (unidades: h ⁻¹ ). ^{[ 13 ] [ 14 ]}
• Área de la envolvente A _E . A 50  Pa, se denomina permeabilidad al aire a 50  Pa y se suele indicar q ₅₀ o q _a50 (unidades: m ³ /(h·m ² )) ^{[ 13 ] [ 14 ]}
• Área del piso A _F . A 50  Pa, se denomina tasa de fuga específica y generalmente se denota w ₅₀ (unidades: m ³ /(h·m ² )) ^{[ 13 ] [ 14 ]}

El área de fuga efectiva (ELA) a una presión de referencia es también una métrica común utilizada para caracterizar la hermeticidad de la envolvente. Representa el área de un orificio perfecto que produciría el mismo caudal de aire que el que atraviesa la envolvente del edificio a la presión de referencia. Para permitir comparaciones entre edificios, el ELA puede dividirse por el área de la envolvente o del piso, o puede utilizarse para derivar el área de fuga normalizada (NL). ^{[ 15 ]}

En todos estos parámetros, cuanto menor sea el valor de "hermeticidad" de un edificio determinado, más hermética será la envolvente del edificio.

La relación entre la presión y el caudal de aire de fuga se define mediante la ley de potencia entre el caudal de aire y la diferencia de presión a través de la envolvente del edificio de la siguiente manera: ^{[ 16 ]}

q _L =C _L ∆p ⁿ

dónde:

• q _L es el caudal volumétrico de fuga de aire expresado en ^m³ h⁻¹ ^.
• C _L es el coeficiente de fuga de aire expresado en m ³ h ⁻¹ Pa ⁻ⁿ
• ∆p es la diferencia de presión a través de la envolvente del edificio, expresada en Pa.
• n es el exponente del flujo de aire (0,5 ≤ n ≤ 1)

Esta ley permite evaluar el caudal de aire a cualquier diferencia de presión, independientemente de la medición inicial.

El nivel de estanqueidad de un edificio se puede medir utilizando un ventilador instalado temporalmente en la envolvente (un ventilador de puerta presurizada ) para presurizar el edificio. El flujo de aire a través del ventilador crea una presión estática interna y uniforme dentro del edificio. El objetivo de este tipo de medición es relacionar la diferencia de presión a través de la envolvente con el caudal de aire necesario para producirla. En general, cuanto mayor sea el caudal necesario para producir una diferencia de presión determinada, menor será la estanqueidad del edificio. ^{[ 2 ]} La técnica de presurización del ventilador también se describe en muchos métodos de prueba estándar, como ASTM E779 - 10, ^{[ 17 ]} ASTM E1827 – 11, ^{[ 18 ]} CAN/CGSB-149.10-M86, ^{[ 19 ]} CAN/CGSB-149.15-96, ^{[ 20 ]} ISO 9972:2006 ^{[ 13 ]} (ahora reemplazada) y EN 13829 ^{[ 14 ]} que ahora está 'retirada' debido a la actualización de ISO 9972:2015.

La mayoría de los países europeos incluyen en sus normativas niveles mínimos de estanqueidad al aire, ya sean obligatorios o recomendados, con o sin ensayos obligatorios. Existen varios países (por ejemplo, Reino Unido, Francia, Portugal, Dinamarca, Irlanda) donde, por normativa, los ensayos de estanqueidad al aire son obligatorios para ciertos tipos de edificios o en el caso de programas específicos. ^{[ 21 ]}

En EE. UU., el IECC de 2012 adoptó requisitos de hermeticidad para edificios completos, incluyendo pruebas obligatorias. ^{[ 22 ]} Además, en mayo de 2012, el USACE emitió un nuevo Boletín de Ingeniería y Construcción en colaboración con la Air Barrier Association of America , que describe los requisitos del Ejército para la hermeticidad de edificios y las pruebas de fugas de aire para proyectos de construcción nuevos y de renovación. ^{[ 23 ]} Washington fue el primer estado en instituir requisitos de barrera de aire con un requisito máximo de fuga de aire del material y una tasa máxima de permeabilidad al aire para edificios completos con requisitos de prueba para edificios de seis pisos o más. ^{[ 24 ]}

Existen varios programas voluntarios que exigen un nivel mínimo de estanqueidad al aire para la envolvente del edificio ( Passivhaus , Minergie-P , Effinergie , etc.). Históricamente, el estándar Passivhaus, creado en 1988, fue la piedra angular del desarrollo de la estanqueidad al aire de la envolvente, ya que este tipo de edificios requieren niveles de fuga extremadamente bajos (n ₅₀ inferior a 0,6 ach).

A fecha de 5 de febrero de 2014, este artículo se basa total o parcialmente en http://tightvent.eu/faqs . El titular de los derechos de autor ha licenciado el contenido de forma que permite su reutilización bajo las licencias CC BY-SA 3.0 y GFDL . Deben respetarse todos los términos pertinentes.

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