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Condensaciones

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Hoja de cálculo de condensaciones: muy intuitiva. Realizada por Agustín Rico Ortega. En éste Link

Un poco de psicrometría

A la presión de la cantidad de vapor que hay en el interior de una vivienda (humedad absoluta) se la representa en general, mediante la Presión de Vapor (Pi) que se expresa en kilopascales [kPa]. La Humedad Relativa (HR) es la relación entre la Pi y la Presión de Vapor de Saturación (Psat), que es la máxima cantidad de vapor de agua que puede contener una masa de aire seco en determinadas condiciones de presión y temperatura.
Si la Pi es menor a la Psat (HR<100 %) le corresponderá una temperatura de rocío (tr) inferior a la temperatura del ambiente, que será menor cuanto más baja sea la HR. Es a esa temperatura a partir de la cual comenzará a producirse condensación.

Origen de las condensaciones

Las condensaciones se originan en el cambio de estado de parte del vapor de agua contenido en el aire, que se encuentra o se genera en los edificios, sobre las superficies interiores de los paramentos o dentro de los mismos.
La condensación se produce, o bien por un incremento de la cantidad de vapor de agua del ambiente sin modificación significativa de la temperatura del aire (esto genera un aumento de la HR, comenzando la condensación al alcanzarse la Presión de Vapor de Saturación Psat), o por un descenso de la temperatura, aún sin variar el contenido de vapor de agua en el aire (lo que producirá de igual modo un aumento de la HR, iniciándose la condensación al alcanzarse la temperatura de rocío tr).
Si la condensación se produce en la superficie interior de un cerramiento se la llama condensación superficial y si ocurre dentro de aquel se la denomina condensación intersticial
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Flujo de vapor por los cerramientos

El vapor de agua producido en el interior de un local aumenta la presión de vapor del aire ambiente y esto ocasiona una diferencia de presión de vapor entre los ambientes interno y externo en virtud de la cual se produce un proceso de difusión de vapor a través del elemento separador de los dos ambientes, desde el ambiente con más presión de vapor, generalmente el interior, hacia el ambiente con menos presión de vapor, generalmente el exterior (en condiciones invernales).
La presencia de este flujo de vapor no supondría mayor inconveniente si no fuera por el riesgo asociado de que, dependiendo de la naturaleza de las capas constituyentes del cerramiento, pueda pasar, por condensación, de la fase gaseosa a la líquida dentro del cerramiento, afectándolo.

En este fenómeno de transporte de vapor a través del cerramiento, si en algún punto de su interior la presión de vapor es superior a la de saturación en ese punto, o dicho de otra forma, si la temperatura en ese punto es inferior a la de rocío del vapor en el mismo se producirá condensación de vapor de agua.

Influencia del aislante

Un aislante térmico, al disminuir el flujo de calor en mucha mayor medida que el resto de materiales, "absorbe" la mayor parte de la diferencia de temperaturas que soporta el cerramiento, lo que lleva a que en su cara "fría" la temperatura sea ya tan baja casi como la del ambiente exterior.

Cuando se instala un aislante en un cerramiento hay que tener en cuenta su mayor o menor resistividad a la difusión del vapor. La razón estriba en que, como la ropa, desde el momento en que el aire o gas incluido en los poros del aislante es sustituido por agua, ésta tiene una "lambda" 25 veces mayor que la del aire. Si, además, se hiela, el hielo conduce unas 90 veces más el calor que el aire. Esto ocasiona un aumento de la transmitancia, amén de la aparición de condensaciones. Evidentemente, la "no" solución de no poner aislamiento, puede eventualmente (no siempre) evitar condensaciones en el interior del cerramiento ("intersticiales"), pero sólo a costa de que aparezcan las aún más temidas condensaciones "superficiales" (por efecto del puente térmico o "pared fría " que se origina) y a costa, además, de una pérdida de confort térmico y un despilfarro de calefacción.

Debido a esto, se puede colocar una "barrera" de vapor, lógicamente en la cara "caliente" del aislante, donde el vapor va a permanecer como tal sin alcanzar la peligrosa saturación (otro asunto será ver la efectividad de la barrera y si su instalación ha sido adecuada).

Si el aislante térmico es análogamente resistente a la difusión del vapor, no surge la condensación, puesto que el poco vapor que alcanza la cara "fría" del aislante no basta para alcanzar la saturación (humedad relativa = 100%) y así empezar la condensación. Cuanto más resista el aislante térmico la difusión del vapor (caso del XPS, con un elevado factor µ), menor riesgo habrá de condensación, independientemente del (mejor o peor) modo en que se haya instalado.

La condensación superficial: influencia de la temperatura superficial interior

El riesgo de que se produzca condensación superficial depende:
1) de la cantidad de vapor de agua que se halle en el ambiente, y
2) de la temperatura superficial interior de los cerramientos (tsi).

Cuanto menor sea la RT (resistencia térmica del cerramiento), mayor será la pérdida de calor y, en consecuencia, tsi será también menor incrementándose su diferencia con la temperatura del aire interior.
En tales condiciones es grande el riesgo de que la temperatura superficial tsi alcance la temperatura de rocío tr y se produzca condensación.
La acción preventiva a realizar consiste en aumentar la temperatura de las superficies interiores (de un modo análogo a lo que realizamos comúnmente para desempañar los parabrisas y lunetas de nuestros vehículos). Esto se consigue, de un modo activo, mediante una adecuada calefacción y de manera pasiva, incrementando el aislamiento térmico de la envolvente.

Zonas más propensas a las condensaciones superficiales

Las diferencias de temperaturas entre las superficies y el aire están determinadas en buena medida por las resistencias superficiales interiores y éstas dependen fuertemente del movimiento del aire. En aristas y rincones o detrás de muebles, donde la circulación convectiva del aire se ve restringida, las diferencias son máximas o lo que es lo mismo, las tsi son menores que en el resto de la envolvente.
Estos sitios constituyen aspectos críticos en la problemática que estamos tratando al igual que lo son los puentes térmicos.

La condensación intersticial

Durante el período invernal, aún cuando la HR exterior resulte sensiblemente mayor a la HR interior, su humedad absoluta es menor debido a la baja temperatura del aire, por lo que la presión de vapor interior (Pi) será mayor que la del exterior (Pi>Pe).
Como consecuencia de este desequilibrio se produce la difusión de vapor desde el interior al exterior, que será proporcional a la diferencia de presiones y dependerá, además, del espesor y de la Permeabilidad al Vapor de Agua () de los materiales que constituyen el cerramiento.
En invierno en los paramentos se establece un gradiente de temperaturas decrecientes hacia el exterior, correspondiéndole a cada valor de temperatura una dada Presión de Vapor de Saturación (Psat).
En el proceso de difusión, a medida que el vapor atraviesa el cerramiento va disminuyendo su presión pero puede ocurrir que en su recorrido se encuentre con una capa cuya temperatura sea igual o menor a la temperatura de rocío (tr) correspondiente a la tensión de vapor en ese punto (Px), en cuyo caso se producirá condensación intersticial.
Para evitar la condensación intersticial es necesario que la Px en ningún momento alcance la Psat (o lo que es igual, que la temperatura en cada punto del cerramiento se encuentre siempre por encima de la correspondiente tr). Esto se logra, en primer lugar, disminuyendo la HR del aire interior y en segundo término, elevando la temperatura interior del cerramiento mediante el incremento de su resistencia térmica, lo cual se consigue aumentando el aislamiento térmico existente.
La localización del aislante resulta aquí de singular importancia, ya que si bien no afecta la transmitancia térmica total del paramento, influye en el riesgo de condensación intersticial. Los mismos materiales colocados en diferente orden pueden provocar en algunos casos condensaciones y en otros no.


Si lo que se busca es aislar térmicamente y evitar la condensación intersticial, el aislante del cerramiento debería ser localizado lo más externo posible, incluso sobre la cara exterior de éste, donde las Px serán menores. Esto aleja el riesgo de condensación y, adicionalmente elimina el pernicioso efecto de los puentes térmicos. Ahora bien, si por razones constructivas o de funcionamiento fuera necesario colocar el aislante adicional en el medio, o incluso sobre la cara interior del cerramiento, se vuelve imprescindible la incorporación de una barrera de vapor a fin de reducir el elevado riesgo de que se produzca condensación intersticial.
Una barrera de vapor se define como una capa de material, generalmente de pequeño espesor, que ofrece alta resistencia al pasaje de vapor de agua.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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CÁLCULO DE CONDENSACIONES
Resumen en Power Point
Difusión del vapor de agua
Fuentes de producción de vapor de agua en los edificios
Gradiente de temperaturas en cerramientos
Medidas para controlar la humedad dentro de una vivienda
Prevención de condensaciones superficiales
Prevención de condensaciones intersticiales
Ritmo de producción de humedad interior

Cálculos de condensaciones

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Plantilla para ejercicios de CI
Cálculo alternativo


 



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