La hermeticidad del edificio (también llamada hermeticidad de la envolvente) se puede definir como la resistencia a las fugas de aire hacia adentro o hacia afuera a través de puntos o áreas de fuga involuntaria en la envolvente del edificio . Esta fuga de aire es impulsada por presiones diferenciales a través de la envolvente del edificio debido a los efectos combinados de la chimenea , el viento externo y los sistemas de ventilación mecánica. [1]
La hermeticidad es la propiedad fundamental del edificio que afecta la infiltración y la exfiltración (la fuga incontrolada hacia adentro y hacia afuera de aire exterior a través de grietas, intersticios u otras aberturas involuntarias de un edificio, causadas por los efectos de la presión del viento y / o el efecto de la chimenea). [2]
Un edificio hermético tiene varios impactos positivos [3] cuando se combina con un sistema de ventilación apropiado (ya sea natural, mecánico o híbrido): [4]
- Facturas de calefacción más bajas debido a una menor pérdida de calor , con requisitos potencialmente menores para las capacidades de los equipos de calefacción y refrigeración
- Sistema de ventilación de mejor rendimiento
- Reducción de la posibilidad de moho y podredumbre porque es menos probable que la humedad entre y quede atrapada en las cavidades [ cita requerida ]
- Menos corrientes de aire y, por tanto, mayor confort térmico
Varios estudios han demostrado ahorros de energía sustanciales al ajustar las envolventes de los edificios. [1] [5] [6] El informe técnico del proyecto ASIEPI sobre hermeticidad de edificios y conductos estima el impacto energético de la hermeticidad de las envolventes en el orden de 10 kWh por m 2 de superficie de suelo por año, para las necesidades de calefacción en una región moderadamente fría. (2500 grados-día ). [1] El Building Research Establishment en el Reino Unido [5] también publicó datos experimentales que muestran el ahorro de energía de una buena hermeticidad , así como el número especial de las revistas REHVA sobre hermeticidad. [6] Concluyen que el 15% del uso de energía de acondicionamiento del espacio se puede ahorrar en el contexto del Reino Unido pasando de 11,5 m 3 / (m 2 · h) @ 50 Pa (valor de corriente promedio) hasta 5 m 3 / (m 2 · h) @ 50 Pa (alcanzable).
Dados sus impactos en las pérdidas de calor, una buena hermeticidad del edificio puede permitir la instalación de capacidades de calefacción y refrigeración más pequeñas. Por el contrario, una estanqueidad deficiente puede impedir que se alcancen las condiciones de temperatura interior deseadas si el equipo no se ha dimensionado con estimaciones adecuadas de pérdidas de calor por infiltración.
Desde el punto de vista energético, casi siempre es deseable aumentar la estanqueidad al aire, pero si la infiltración proporciona una dilución útil de los contaminantes interiores, la calidad del aire interior puede verse afectada. [7] Sin embargo, a menudo no está claro qué tan útil es esta dilución porque las fugas en los edificios causan flujos de aire incontrolados y habitaciones potencialmente mal ventiladas, aunque la tasa total de intercambio de aire del edificio puede ser suficiente. [8] Este efecto adverso ha sido confirmado por simulaciones numéricas en el contexto francés que han demostrado que los sistemas de ventilación mecánica típicos produjeron una mejor calidad del aire interior con envolventes más ajustadas. [8]
El aire que se filtra a través del sobre desde el lado relativamente cálido y húmedo al lado relativamente frío y seco puede causar condensación y daños relacionados a medida que la temperatura desciende por debajo del punto de rocío . [9] [10]
Vías de fuga de aire
Las fugas suelen ocurrir en las siguientes ubicaciones de la envolvente del edificio: [11]
- Uniones entre paredes y otras paredes o suelos.
- Uniones entre marcos de ventanas y paredes.
- Equipo eléctrico
- Puertas de acceso y otras penetraciones en la pared
Los sitios de fugas comunes se enumeran en la figura y se explican a continuación:
- Unión planta baja / pared vertical
- Alféizar de la ventana de unión / pared vertical
- Dintel de ventana de cruce / pared vertical
- Revestimiento de ventana de unión / pared vertical (vista horizontal)
- Pared vertical (sección transversal)
- Pared vertical de perforación
- Empalme piso superior / pared vertical
- Penetración del último piso
- Cruce de ventana francesa / pared vertical
- Unión techo inclinado / muro vertical
- Techo inclinado de penetración
- Unión techo inclinado / cumbrera del techo
- Unión techo inclinado / ventana
- Cortina enrollable de unión / pared vertical
- Unión piso intermedio / pared vertical
- Dintel de puerta exterior de unión / muro vertical
- Umbral / umbral de puerta exterior de unión
- Penetración en el piso inferior / espacio de acceso o sótano
- Eje de servicio de empalme / puerta de acceso
- Unión pared interna / piso intermedio
Métrica
La hermeticidad de un edificio a menudo se expresa en términos de la tasa de flujo de aire de fuga a través de la envolvente del edificio a una presión de referencia dada (generalmente 50 pascales ) [9] dividida por:
- Volumen V del edificio calentado. A 50 · Pa, se denomina tasa de cambio de aire a 50 Pa y normalmente se indica n 50 (unidades: h −1 ). [12] [13]
- Un área envolvente E . A 50 Pa, se le llama permeabilidad al aire a 50 Pa y se indica generalmente q 50 o q a50 (unidades: m 3 / (h · m 2 )) [12] [13]
- Superficie A F . A 50 Pa, se denomina tasa de fuga específica y generalmente se indica w 50 (unidades: m 3 / (h · m 2 )) [12] [13]
El área de fuga efectiva (ELA) a una presión de referencia también es una métrica común utilizada para caracterizar la hermeticidad de la envolvente. Representa el área de un orificio perfecto que produciría la misma tasa de flujo de aire que pasa a través de la envolvente del edificio a la presión de referencia. Para permitir comparaciones entre edificios, el ELA puede dividirse por el área de envolvente o piso, o puede usarse para derivar el área de fuga normalizada (NL). [14]
Para todas estas métricas, cuanto más bajo es el valor de 'hermeticidad' para un edificio determinado, más hermético es la envolvente del edificio. [ cita requerida ]
Modelo de ley de potencia del flujo de aire a través de fugas.
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 en la envolvente del edificio de la siguiente manera: [15]
q L = C L ∆p n
dónde:
- q L es la tasa de flujo de aire de fuga volumétrica expresada en m 3 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 en la envolvente del edificio expresada en Pa
- n es el exponente del flujo de aire (0.5 ≤ n ≤ 1)
Esta ley permite evaluar la tasa de flujo de aire a cualquier diferencia de presión independientemente de la medición inicial.
Prueba de presurización del ventilador
Los niveles de hermeticidad del edificio se pueden medir utilizando un ventilador , instalado temporalmente en la envolvente del edificio (una puerta de ventilación ) para presurizar el edificio. El flujo de aire a través del ventilador crea una presión estática interna uniforme dentro del edificio. El objetivo de este tipo de medición es relacionar el diferencial de presión a través de la envolvente con el caudal de aire necesario para producirlo. Generalmente, cuanto mayor sea el caudal requerido para producir una diferencia de presión dada, menos hermético será el edificio. [2] La técnica de presurización del ventilador también se describe en muchos métodos de prueba estándar, como ASTM E779 - 10, [16] ASTM E1827 - 11, [17] CAN / CGSB-149.10-M86, [18] CAN / CGSB-149.15 -96, [19] ISO 9972: 2006 [12] (ahora reemplazada) y EN 13829 [13] que ahora está 'retirada' debido a la actualización de ISO 9972: 2015.
Requisitos de hermeticidad
La mayoría de los países europeos incluyen en sus regulaciones niveles mínimos de hermeticidad requeridos o recomendados con o sin pruebas obligatorias. Hay varios países (por ejemplo, Reino Unido, Francia, Portugal, Dinamarca, Irlanda) donde, por reglamento, las pruebas de estanqueidad son obligatorias para ciertos tipos de edificios o en el caso de programas específicos. [20]
En los EE. UU., La IECC de 2012 adoptó requisitos de hermeticidad de edificios completos, incluidas las pruebas obligatorias. [21] Además, en mayo de 2012, USACE emitió un nuevo Boletín de Ingeniería y Construcción en colaboración con la Asociación de Barreras de Aire de América , en el que se describen los requisitos del Ejército para pruebas de hermeticidad y fugas de aire en edificios para proyectos de construcción nuevos y de renovación. [22] 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 de todo el edificio con requisitos de prueba para edificios de seis pisos o más. [23]
Existen varios programas voluntarios que requieren un nivel mínimo de hermeticidad para la envolvente del edificio ( Passivhaus , Minergie-P , Effinergie , etc.). Históricamente, el estándar Passivhaus, originado en 1988, fue la piedra angular para los desarrollos de hermeticidad de las envolventes porque este tipo de edificios requieren niveles de fuga extremadamente bajos (n 50 por debajo de 0,6 ach).
Referencias
A 5 de febrero de 2014, este artículo se deriva total o parcialmente de http://tightvent.eu/faqs . El titular de los derechos de autor ha licenciado el contenido de una manera que permite la reutilización bajo CC BY-SA 3.0 y GFDL . Deben seguirse todos los términos relevantes.
- ↑ a b c G. Guyot, FR Carrié y P. Schild (2010). "Proyecto ASIEPI - Estimulación de la buena estanqueidad de la edificación y conductos mediante EPBD" (PDF) .
- ^ a b M. Limb, "Nota técnica AIVC 36 - Glosario de ventilación e infiltración de aire", Programa de conservación de energía de la Agencia Internacional de Energía en edificios y sistemas comunitarios, 1992
- ^ Códigos de energía de construcción, "Programa de tecnologías de construcción: Guía de fuga de aire", Departamento de energía de Estados Unidos, septiembre de 2011
- ^ Departamento de energía de Estados Unidos, " enVerid Systems - HVAC Load Reduction ". Consultado en agosto de 2018
- ^ a b D. Butler y A. Perry, "Pruebas de cocalentamiento en casas de prueba BRE antes y después del sellado de aire de recuperación", Establecimiento de investigación de edificios
- ^ a b R. Coxon, “Investigación sobre el efecto de mejorar la hermeticidad en una vivienda típica del Reino Unido”, Revista europea de HVAC de REHVA, número especial sobre hermeticidad, vol. 50, no. 1, págs. 24-27, 2013.
- ^ MH Sherman y R. Chan, "Hermeticidad del edificio: investigación y práctica", Informe del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley NO. LBNL-53356, 2004
- ^ a b L. Mouradian y X. Boulanger, "QUAD-BBC, Sistemas de ventilación y calidad del aire interior en edificios de baja energía", Boletín AIVC No2 , junio de 2012
- ^ a b TightVent Europe : Plataforma de hermeticidad de edificios y conductos, http://tightvent.eu/
- ^ J. Langmans "Viabilidad de las barreras de aire exteriores en la construcción de estructuras de madera", 2013
- ^ FR Carrié, R. Jobert, V. Leprince: "Contribución del informe 14. Métodos y técnicas para edificios herméticos", Centro de ventilación e infiltración de aire, 2012
- ^ a b c d Norma ISO 9972, "Determinación del aislamiento térmico de la estanqueidad al aire del edificio - Método de presurización del ventilador", Organización Internacional de Normalización, 2006
- ^ a b c d EN 13829: 2000, "Rendimiento térmico del edificio. Determinación de la permeabilidad al aire de los edificios. Método de presurización del ventilador (ISO 9972: 1996, modificado)", 2000
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- ^ R. Carrié & P. Wouters, "Nota técnica AIVC 67 - Hermeticidad del edificio: una revisión crítica de los esquemas de pruebas, informes y calidad en 10 países", Programa de conservación de energía en edificios y sistemas comunitarios de la Agencia Internacional de Energía, 2012.
- ^ ASTM, Norma E779-10, "Método de prueba para determinar las fugas de aire por presurización del ventilador", Libro de normas de ASTM, Sociedad estadounidense de pruebas y materiales, vol. 4 (11), 2010
- ^ ASTM, Norma E1827-11, "Métodos de prueba estándar para determinar la estanqueidad al aire de los edificios utilizando una puerta con ventilador de orificio", Libro de normas de ASTM, Sociedad Estadounidense de Pruebas y Materiales, vol. 4 (11), 2011.
- ^ Norma 149 de CAN / CGSB, "Determinación de la hermeticidad de los envolventes de edificios mediante el método de despresurización del ventilador", Junta de normas generales canadienses, 1986
- ^ Norma CAN / CGSB 149.15-96, "Determinación de la hermeticidad de la envolvente general de los edificios mediante el método de presurización del ventilador utilizando los sistemas de tratamiento de aire del edificio", Junta de normas generales canadienses, 1996
- ^ R. Carrié, M. Kapsalaki y P. Wouters, "Right and Tight: What's new in Ductwork and Building Airtightness?", BUILD UP energy solutions for better buildings, 19 de marzo de 2013.
- ^ Consejo de código internacional: "Código internacional de conservación de energía de 2012", 2012
- ^ US Army Corps of Engineers & Air Barrier Association of America: "Protocolo de prueba de fugas de aire para envolventes de edificios", 2012
- ^ W. Anis: "Los requisitos cambiantes de hermeticidad en los EE. UU.", Actas del AIVC -TightVent Workshop: "Construcción y hermeticidad de conductos: diseño, implementación, control y durabilidad: retroalimentación desde la práctica y las perspectivas", 18-19 de abril de 2013
enlaces externos
- Preguntas frecuentes de TightVent
- Sitio web de AIVC