El superaislamiento es un enfoque para el diseño, la construcción y la modernización de edificios que reduce drásticamente la pérdida (y ganancia) de calor mediante el uso de niveles mucho más altos de aislamiento y hermeticidad de lo normal. El superaislamiento es uno de los antepasados del enfoque de la casa pasiva .
Definición
No existe una definición universalmente aceptada de superaislamiento, pero los edificios superaislados suelen incluir:
- Niveles muy altos de aislamiento , típicamente paredes de R-40 (RSI-7) y techo de R-60 (RSI-10.6) , correspondientes a valores SI U de 0,15 y 0,1 W / (m² · K) respectivamente)
- Detalles para garantizar la continuidad del aislamiento donde las paredes se encuentran con techos, cimientos y otras paredes
- Construcción hermética, especialmente alrededor de puertas y ventanas para evitar la infiltración de aire que empuja el calor hacia adentro o hacia afuera.
- un sistema de ventilación de recuperación de calor para proporcionar aire fresco
- No hay ventanas grandes que den a ninguna dirección en particular.
- Mucho más pequeño que el sistema de calefacción convencional, a veces solo un pequeño calentador de respaldo
Nisson y Dutt (1985) sugieren que una casa podría describirse como "superaislada" si el costo de la calefacción del espacio es menor que el costo del calentamiento del agua. [1]
Además del significado mencionado anteriormente de alto nivel de aislamiento, los términos superaislamiento y materiales superaislante se utilizan para materiales de aislamiento de alta R / pulgada como paneles de aislamiento al vacío (VIP) y aerogel. https://www.iea-ebc.org/projects/project?AnnexID=65
Teoría
Una casa sobreaislada tiene como objetivo reducir las necesidades de calefacción de manera muy significativa e incluso puede ser calentada predominantemente por fuentes de calor intrínsecas (calor residual generado por los electrodomésticos y el calor corporal de los ocupantes) con cantidades muy pequeñas de calor de respaldo. Se ha demostrado que esto funciona incluso en climas muy fríos, pero requiere mucha atención a los detalles de la construcción además del aislamiento (ver Tarea 13 del Acuerdo de Implementación de Calefacción y Refrigeración Solar de la IEA ).
Historia
El término "superaislamiento" fue acuñado por Wayne Schick en la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign . En 1976 formó parte de un equipo que desarrolló un diseño llamado la casa "Lo-Cal", utilizando simulaciones por computadora basadas en el clima de Madison, Wisconsin . Varias casas, dúplex y condominios basados en los principios de Lo-Cal se construyeron en Champaign – Urbana , Illinois en la década de 1970. [2] [3]
En 1977, la "Casa Saskatchewan" [4] fue construida en Regina, Saskatchewan , por un grupo de varias agencias gubernamentales canadienses. Fue la primera casa en demostrar públicamente el valor del superaislamiento y generó mucha atención. Originalmente incluía algunos paneles solares experimentales de tubos de vacío, pero no fueron necesarios y luego se retiraron. La casa se calentó principalmente por el calor residual de los electrodomésticos y los ocupantes. [3] [5]
En 1977, Eugene Leger construyó la "Casa Leger", en East Pepperell, Massachusetts . Tenía una apariencia más convencional que la "Casa Saskatchewan" y también recibió una amplia publicidad. [3]
La publicidad de la "Casa Saskatchewan" y la "Casa Leger" influyó en otros constructores, y durante los años siguientes se construyeron muchas casas superaisladas. Estas casas también influyeron en Wolfgang Feist cuando desarrolló el estándar Passivhaus . [3]
Modernizaciones
Es posible, y cada vez más deseable, adaptar el superaislamiento a las casas o edificios existentes. La forma más fácil es a menudo agregar capas de aislamiento exterior rígido continuo, [6] y, a veces, construyendo nuevas paredes exteriores que permitan más espacio para el aislamiento. Se puede instalar una barrera de vapor en el exterior del marco original, pero es posible que no sea necesaria. Casi siempre vale la pena agregar una barrera de aire continua mejorada, ya que las casas antiguas tienden a tener fugas, y dicha barrera de aire puede ser importante para el ahorro de energía y la durabilidad. Se debe tener cuidado al agregar una barrera de vapor, ya que puede reducir el secado de la humedad incidental, o incluso causar condensación intersticial en el verano (en climas con veranos húmedos) y el consiguiente moho y hongos . Esto puede causar problemas de salud a los ocupantes y dañar la estructura existente. Muchos constructores en el norte de Canadá utilizan un enfoque simple de 1/3 a 2/3, colocando la barrera de vapor a no más de 1/3 del valor R de la parte aislada de la pared. Este método es generalmente válido para paredes interiores que tienen poca o ninguna resistencia al vapor (por ejemplo, usan aislamiento fibroso) y controla la condensación por fugas de aire así como la condensación por difusión de vapor. Este enfoque garantizará que no se produzca condensación en el interior de la barrera de vapor durante el clima frío. La regla 1/3: 2/3 asegurará que la temperatura de la barrera de vapor no caiga por debajo de la temperatura del punto de rocío del aire interior y minimizará la posibilidad de problemas de condensación en clima frío. Por ejemplo, con una temperatura ambiente interna de 20 ° C (68 ° F), la barrera de vapor solo alcanzará los 7.3 ° C (45 ° F) cuando la temperatura exterior sea de -18 ° C (-1 ° F). Es más probable que las temperaturas del punto de rocío del aire interior estén en el orden de alrededor de 0 ° C (32 ° F) cuando hace tanto frío en el exterior, mucho más bajo que la temperatura de la barrera de vapor predicha, y por lo tanto, las reglas de 1/3: 2/3 son bastante conservador. Para climas que no experimentan a menudo -18 ° C, la regla 1/3: 2/3 debe modificarse a 40: 60% o 50:50. Dado que la temperatura del punto de rocío del aire interior es una base importante para tales reglas, los edificios con alta humedad interior durante el clima frío (por ejemplo, museos, piscinas, casas herméticas humidificadas o mal ventiladas) pueden requerir reglas diferentes, al igual que los edificios con ambientes interiores más secos ( tales como edificios altamente ventilados, almacenes). El Código Residencial Internacional (IRC) de 2009 incorpora reglas más sofisticadas para guiar la elección del aislamiento en el exterior de las casas nuevas, que se pueden aplicar al reacondicionar casas antiguas.
Una envoltura de construcción permeable al vapor en el exterior de la pared original ayuda a mantener el viento fuera, pero permite que el montaje de la pared se seque hacia el exterior. El fieltro de asfalto y otros productos, como los productos a base de polímeros permeables, están disponibles para este propósito y, por lo general, también funcionan como barrera resistente al agua / plano de drenaje.
Las modificaciones interiores son posibles cuando el propietario desea preservar el revestimiento exterior antiguo, o cuando los requisitos de retroceso no dejan espacio para una modificación exterior. Sellar la barrera de aire es más difícil y la continuidad del aislamiento térmico está comprometida (debido a las muchas penetraciones de partición, piso y servicio), el ensamblaje de la pared original se vuelve más frío en clima frío (y por lo tanto más propenso a la condensación y más lento para secar). los ocupantes están expuestos a importantes interrupciones y la casa queda con menos espacio interior. Otro enfoque es utilizar el método de 1/3 a 2/3 mencionado anteriormente, es decir, instalar un retardador de vapor en el interior de la pared existente (si aún no hay uno) y agregar aislamiento y estructura de soporte a la adentro. De esta manera, se pueden agregar servicios públicos (energía, teléfono, cable y plomería) en este nuevo espacio de pared sin penetrar la barrera de aire. Las barreras de vapor de polietileno son riesgosas, excepto en climas muy fríos, porque limitan la capacidad de la pared para secarse hacia el interior. Este enfoque también limita la cantidad de aislamiento interior que se puede agregar a una cantidad bastante pequeña (por ejemplo, solo se puede agregar R6 a una pared de 2 × 4 R12).
Costos y beneficios
En una construcción nueva, el costo del aislamiento adicional y el marco de la pared puede compensarse al no requerir un sistema de calefacción central dedicado. En hogares con numerosas habitaciones, más de un piso, aire acondicionado o de gran tamaño, a menudo se justifica o requiere un horno central para garantizar temperaturas suficientemente uniformes. Los hornos pequeños no son muy costosos y casi siempre se requieren algunos conductos en cada habitación para proporcionar aire de ventilación en cualquier caso. Cuando la demanda máxima y el uso anual de energía son bajos, a menudo no se requieren sistemas de calefacción central sofisticados y costosos. Por lo tanto, pueden usarse incluso calentadores de resistencia eléctrica. Los calentadores eléctricos generalmente solo se usan en las noches más frías de invierno cuando la demanda general de electricidad es baja. Otras formas de calentador de respaldo se utilizan ampliamente, como pellets de madera, estufas de leña, calderas de gas natural o incluso hornos. El costo de una modernización de superaislamiento debe equilibrarse con el costo futuro del combustible de calefacción (que se puede esperar que fluctúe de un año a otro debido a problemas de suministro, desastres naturales o eventos geopolíticos), el deseo de reducir la contaminación por calentar un edificio, o el deseo de proporcionar un confort térmico excepcional.
Durante un corte de energía, una casa superaislada permanece caliente por más tiempo ya que la pérdida de calor es mucho menor de lo normal, pero la capacidad de almacenamiento térmico de los materiales estructurales y el contenido es la misma. El clima adverso puede obstaculizar los esfuerzos para restaurar la energía, lo que lleva a cortes que duran una semana o más. Cuando se ven privadas de su suministro continuo de electricidad (ya sea para calentar directamente o para hacer funcionar hornos de gas ), las casas convencionales se enfrían rápidamente y pueden correr un mayor riesgo de daños costosos debido a la congelación de las tuberías de agua . Los residentes que usan métodos de calefacción suplementarios sin el cuidado adecuado durante tales episodios, o en cualquier otro momento, pueden exponerse al riesgo de incendio o intoxicación por monóxido de carbono .
Ver también
Las primeras casas superaisladas utilizaron la construcción estándar de paredes de entramado, pero se pueden usar otras técnicas de construcción:
- Encofrado de hormigón aislante (ICF)
- Construcción de fardos de paja
- Panel de aislamiento estructural (SIP)
- Protegido de la tierra
- Earthship
- Conservación de energía
- Casa pasiva
- Aislamiento de edificios
- Materiales aislantes para edificios
- Edificio de energía cero
- Almacenamiento de energía térmica estacional (STES)
Notas
- ^ Nisson, JD Ned; y Gautam Dutt, The Superinsulated Home Book , John Wiley & Sons, 1985 ISBN 0-471-88734-X , ISBN 0-471-81343-5
- ^ McCulley, M. (2008, noviembre). Superaislamiento pionero y la Casa Lo-Cal: Diseño, construcción, evaluación y conclusiones . Documento presentado en la 3a Conferencia Anual de Casas Pasivas de América del Norte, Duluth, MN
- ^ a b c d Denzer, Anthony (2013). La Casa Solar: Pioneros en Diseño Sostenible . Rizzoli. ISBN 978-0-8478-4005-2. Archivado desde el original el 26 de julio de 2013.
- ^ Ralko, Joe. La enciclopedia de Saskatchewan http://esask.uregina.ca/entry/energy-efficient_houses.html . Consultado el 1 de febrero de 2016 . Falta o vacío
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( ayuda ) - ^ Holladay, Martin (17 de abril de 2009). "Pioneros olvidados de la eficiencia energética" . GreenBuildingAdvisor.com.
- ^ Ueno, K., "Análisis y detalles de reacondicionamiento de superaislamiento de pared exterior residencial", ASHRAE Buildings 11 Conference, 2010. "Copia archivada" . Archivado desde el original el 28 de enero de 2011 . Consultado el 22 de enero de 2011 .Mantenimiento de CS1: copia archivada como título ( enlace )
Referencias
- Cálculo y descripción de una casa de aislamiento exterior: Para construir para mañana (traducido del francés)
- Booth, Don, Amortiguación y superaislamiento Sol / Tierra , 1983, ISBN 0-9604422-4-3
- Marshall, Brian; y Robert Argue, The Super-Insulated Retrofit Book , Renewable Energy in Canada, 1981 ISBN 0-920456-45-6 , ISBN 0-920456-43-X
- Shurcliff, William A. , Casas superinsuladas: una encuesta de principios y prácticas , Brick House Pub. Co, 1981, 1982 ISBN 0-931790-25-5
- Shurcliff, William A. , Casas superaisladas e intercambiadores de calor aire-aire , Brick House Pub Co, 1988, ISBN 0-931790-73-5
enlaces externos
- Regla 10-20-40-60 de Joe Lstiburek
- Optimización de la carcasa del edificio con superaislamiento
- Planos de casas súper aisladas (Mother Earth News)
- Por qué el superaislamiento es tan importante en la construcción según el estándar de la casa pasiva
- Dibujos y especificaciones de 12 ensamblajes de pared superaislados diferentes
- Modernización de superaislamiento de una casa de Sears Roebuck de 1915
- "Recursos sobre la historia del superaislamiento" . solarhousehistory.com.