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Puentes térmicos

Definición

Los puentes térmicos son zonas de la envolvente térmica donde hay una variación en la uniformidad de la construcción, produciéndose una minoración de la resistencia térmica respecto al resto del cerramiento. Son partes sensibles de los edificios donde aumenta la posibilidad de producción de condensaciones superficiales, en la situación de invierno o épocas frías, y a través de los cuales se producen pérdidas energéticas. Es, por así decirlo las zonas de la envolvente por donde el calor se escapa o penetra (según sea invierno o verano) más fácilmente: el cerramiento pone un "puente" al flujo de energía a través de él.

Tipología de puentes térmicos

En el Apéndice A del HE1 se clasifican los puentes térmicos más comunes en la edificación:
a) Puentes térmicos integrados en los cerramientos:
Pilares integrados en los cerramientos de las fachadas, contorno de huecos y lucernarios, cajas de persianas y otros puentes térmicos integrados.
b) Puentes térmicos formados por encuentro de cerramientos:
Frentes de forjado en las fachadas, uniones de cubiertas con fachadas, uniones de fachadas con cerramientos en contacto con el terreno,
esquinas o encuentros de fachadas salientes o entrantes.
c) encuentros de voladizos con fachadas;
d) encuentros de tabiquería interior con fachadas.

Además de los puentes térmicos lineales, existen también los puentes térmicos tridimensionales o puntuales, los cuales se forman cuando hay intersección de tres esquinas.

En la figura siguiente se pueden observar los siguientes PT:

- Encuentro de fachada con forjado (Fo).
- Encuentro de fachada con cubierta (Qp).
- Forjado inferior en contacto con el aire (Fa).
- Unión de solera con pared exterior (S).
- Contorno de huecos de fachada (H).
- Esquina saliente (Es).
- Esquina entrante (Ee).

Flujo de calor a través de los PT

El flujo de calor a través de un cerramiento es unidimensional a través de capas paralelas del cerramiento como en la figura:
Cuando hay un PT, el flujo de calor se convierte en bidimensional, aumentando la densidad del flujo térmico y, en definitiva, originando puntos débiles de transmitancia térmica, con pérdidas de calor concentradas en ellos. (puente de calor). En la siguiente figura se muestra el caso de un balcón que interrumpe la cámara del muro exterior.

Tal y como se puede ver, el flujo de calor ya no es paralelo, transmitiéndose más fácilmente a través de la discontinuidad. Las isotermas en el cerramiento ya no son rectas paralelas a la superficie del cerramiento desde los 20ºC del interior hasta la temperatura exterior y presentan aproximadamente el aspecto siguiente:

Como se puede observar se ha producido un efecto de pared fría. Al aumentar la U, disminuye la temperatura superficial interior, aumentando así el riesgo de condensaciones superficiales sobre la pared fría resultante si alcanza el punto de rocío del ambiente interior. Sin embargo, antes de alcanzar la condensación superficial (100% de humedad relativa=saturación), se habrá comenzado a formar el temido moho, que se desarrolla con humedades relativas del 80%.

Riesgo de condensación y factor de temperatura

Supongamos un típico muro con cámara, cuya temperatura superficial interior unidimensional (es decir, sin puente térmico) alcanza 18.6 ºC, calculada con una temperatura exterior de 0 ºC y una temperatura interior de 20 ºC.

Su factor de temperatura de la superficie interior fRsi será:

, o sea, 0,93.


Si en éste cerramiento hubiera un PT como el de la figura siguiente, se obtiene una temperatura interior mínima de 14,6ºC, cambiando el fRsi a 0,73.

En el caso que llegara al valor de fRsi,min, (tabla 3.2 del HE1), habría condensación superficial.

El factor de temperatura de la superficie interior fRsi, de un puente térmico integrado, cerramiento o partición interior se calculará a partir de su transmitancia térmica mediante la siguiente ecuación:

El factor de temperatura de la superficie interior fRsi para los puentes térmicos “lineales”, formados por encuentros de cerramientos, se calculará aplicando los métodos descritos en las normas UNE EN ISO 10 211-1:1995 y UNE EN ISO 10 211-2:2002. Sin embargo, para el caso de la opción “simplificada” no parece lo más oportuno aplicar estos prolijos métodos de cálculo y es preferible poder tomar por defecto los valores recogidos en Documentos Reconocidos.

Transmitancia térmica lineal en un PT (LIDER)

El LIDER no calcula áreas de puentes térmicos, sino longitudes. Las transmitancias térmicas que se usan son las lineales y no se pasan a valores por unidad de superficie en ningún momento.

Esto es una sensible diferencia con la opción simplificada, en la que sí hay que calcular las superficies de los puentes térmicos integrados en las fachadas para promediar las transmitancias térmicas por las áreas respectivas.

La Transmitancia térmica lineal de un PT se puede definir como un coeficiente corrector de la transmitancia térmica superficial que valora la influencia que tiene el puente térmico en el aislamiento del cerramiento, y representa la pérdida de calor por unidad de longitud a través del elemento que contiene el puente térmico. Su valor se calcula de forma precisa mediante programas informáticos especializados.

Para pasar de la de la TTL a la Transmitancia Térmica Superficial que ya conocemos hay que multiplicarla por la longitud del puente térmico a estudio.

El aislamiento en los puentes térmicos

En cuanto a las pérdidas de calor, es muy importante el aislamiento térmico. Como ejemplo, supongamos este pilar integrado en fachada cuya transmitancia lineal es de 1,15 W/mK.

Si ponemos el aislante como en el de la figura la transmitancia del puente térmico ha pasado a ser 0,37 W/mK, reduciéndola en un 68%



En cuanto al riesgo de condensaciones, el factor crucial es la posición del aislamiento: si se coloca por el exterior del cerramiento y hay una discontinuidad en la capa de aislamiento térmico, el efecto sobre la temperatura superficial interior es mínimo pues, al tener el "abrigo" de aislante por el exterior, el cerramiento en su conjunto está caliente, con lo que se "diluye" el efecto de puente térmico de la discontinuidad.

Todo lo contrario si se coloca el aislamiento por el interior del cerramiento : el cerramiento está frío en su conjunto y la discontinuidad del aislamiento tendrá efectos máximos sobre la temperatura de la superficie interior en la zona del puente térmico. Por supuesto, el aislamiento en cámara es una situación intermedia. Por consiguiente, bajo este punto de vista, cuanto más al exterior se instale el aislamiento térmico, mejor.

Dado el nivel de exigencia tan pobre que establece CTE HE1 en paredes, es factible satisfacer sus requisitos dejando sin aislar los puentes térmicos. Ello es posible porque no se rompe excesivamente la “homogeneidad” de la envolvente construida y, por tanto, es viable “compensar” las pérdidas energéticas adicionales producidas en los puentes (como se dijo, fácilmente entre un 20 y un 30% más) con un suplemento en el aislamiento del cerramiento-tipo.

Formación de moho en los PT

En el apartado 2.2 del HE1, se dice que " ... para ello, en aquellas superficies interiores de los cerramientos que puedan absorber agua o susceptibles de degradarse y especialmente en los puentes térmicos de los mismos, la humedad relativa media mensual en dicha superficie será inferior al 80%." Esto es así, porque La posibilidad de que se forme moho en una superficie es menor del 5% si la humedad relativa mensual media en dicha superficie permanece inferior al 80 %.

El riesgo de formación de moho, tanto en puentes “integrados”, como de “encuentro”, deviene muy reducido en la mayoría de puentes, incluso sin aislar, siempre que se aseguren unas condiciones del ambiente interior en que la media de humedad relativa sea del orden de un 55% (y una temperatura interior de 20 ºC).

Los puentes térmicos en la Opción Simplificada

A efectos de la limitación de la demanda, se deben incluir sólo aquellos puentes térmicos cuya superficie sea superior a 0,5 m2 y que estén integrados en la fachada y cubierta, tales como pilares, contornos de huecos y cajas de persiana. (se entienden como integrados en fachada los elementos de fachada visibles desde el interior). Es decir, se considera cualquier puente térmico que, repetido, tenga presencia en la fachada que se esté estudiando, de forma que supere el medio metro cuadrado. Puede ocurrir que una caja de persiana tomada individualmente no supere el medio metro cuadrado, pero si en la fachada en cuestión hay 40 ventanas con el mismo tipo de caja de persiana, queda claro que sí lo supera.
Aparte habrá que verificar la limitación de condensaciones superficiales en los puentes térmicos a través de la comprobación del factor de temperatura superficial fRsi,min (tabla 3.2 en el DB HE1, en función de la zona climática y la clase de higrometría del espacio).

De cara a la evaluación de pérdidas de calor adicionales a través de los puentes térmicos, la opción simplificada permite determinar un valor medio, Um, de transmitancia térmica del cerramiento analizado. Es decir, con este criterio es factible dejar sin aislar el puente térmico integrado. Por ello en la tabla 2.1 de CTE HE1, al tratar el valor máximo de transmitancia térmica, no se mencionan los puentes térmicos. Por supuesto, de no aislarlos, habrá que aumentar el dimensionado del aislamiento incorporado en el cerramiento-tipo, a modo de “compensación”, obteniéndose finalmente un valor medio que pueda superar el valor límite de transmitancia establecido en CTE HE1.

A día de hoy el CTE no contempla la problemática de los puentes térmicos en su integridad, permitiendo la omisión de gran número de ellos en la opción simple (gran número de puentes térmicos no están integrados en la fachada tal como lo define el CTE). En la opción general (programa LIDER) la definición de los puentes térmicos se realiza eligiendo unos detalles muy esquemáticos, que difícilmente permiten verificar su correspondencia con las situaciones reales de proyecto. Debido a que en el informe de resultados (programa CALENER) no quedan reflejadas las pérdidas energéticas que aporta cada puente térmico, resulta difícil identificar los puentes térmicos que más penalizan y tomar las medidas correctoras necesarias.

El peso de los puentes térmicos en las perdidas energéticas globales gana importancia cuanto mayor sea el aislamiento de una vivienda. Por ello es una temática que necesita ser estudiada cada vez con más detalle a medida que las exigencias de aislamiento vayan creciendo en el futuro.

Cálculo de puentes térmicos en la certificación energética de edificios (certificadosenergeticos.com)

Algunos ejemplos de Puentes Térmicos

Software

Catálogo de PT de URSA (calcula el fRsi y la transmitancia lineal dependiendo de la zona climática y el edificio)

THERM (programa gratuito que calcula los puentes térmicos más complicados)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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DB HE1
*Definición de puente térmico
*Puentes térmicos en fachadas

*Valores por defecto de la Transmitancia Térmica Lineal de los Puentes Térmicos
*Rotura del PT en las ventanas de aluminio
*Evaluación de Puentes Térmicos


 



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