Propiedades Térmicas y Comportamiento de Cerramientos en la Edificación

Propiedades Térmicas de los Materiales

Conductividad y Resistividad

- Define conductividad. ¿Cuáles son sus unidades según el sistema internacional?

La conductividad térmica es la capacidad de un material para conducir calor a través de su estructura interna. Se expresa en vatios por metro kelvin (W/m·K).

- Define resistividad. ¿Cuáles son sus unidades según el sistema internacional?

La resistividad es el inverso de la conductividad y, por lo tanto, representa la capacidad del material para resistir el flujo de calor. Se expresa en metro kelvin por vatio (m·K/W).

Diferencia entre Resistividad y Resistencia

- ¿Qué diferencia fundamental existe entre resistividad y resistencia?

A diferencia de la resistencia, que depende de la forma del conductor (geometría), la resistividad solo depende del material del que está hecho el conductor y no de su forma. Por lo anterior, se dice que la resistividad es una propiedad intensiva.

Resistencia y Conductancia

- Define resistencia. ¿Cuáles son sus unidades según el sistema internacional? ¿Cómo se determina?

La resistencia térmica representa la capacidad de una capa de material para resistir el flujo de calor. Es igual a la resistividad multiplicada por el espesor, expresándose en metro cuadrado kelvin por vatio (m²·K/W).

- Define conductancia. ¿Cuáles son sus unidades según el sistema internacional? ¿Cómo se determina?

La conductancia es una propiedad de una capa de material, por lo que depende del espesor específico de dicha capa. Representa la capacidad de la capa de material para conducir el calor y es igual a la conductividad dividida por el espesor, expresándose en vatios por metro cuadrado kelvin (W/m²·K).

Cerramientos y Función Térmica

Definición y Funciones

- ¿Qué son los cerramientos? Funciones del cerramiento:

Los cerramientos son los componentes constructivos que delimitan los diversos espacios contenidos en un edificio. Tanto los cerramientos exteriores como los superiores proporcionan la principal barrera protectora contra los factores ambientales. Sus funciones incluyen:

• Regular el flujo del aire exterior.
• Controlar la incidencia de la radiación solar.
• Permitir la entrada de luz natural.
• Gestionar la transmisión del calor (hacia el interior y hacia el exterior).
• Proteger al edificio contra posibles intrusos.

- ¿De qué dependerán los cerramientos para poder cumplir con la función térmica?

Dependerá de las características combinadas de los materiales que los componen, del espesor de los mismos y de la forma en que están organizados (la posición que guardan entre sí).

Transmitancia Térmica

- Expresión de la transmitancia térmica de un cerramiento. ¿Cuáles son sus unidades? ¿Qué significa cada elemento de la expresión?

La transmitancia térmica (U) es el flujo de calor por grado de temperatura entre dos ambientes isotermos y por unidad de superficie de una de las caras isotermas de un cerramiento. Se define como el flujo de calor dividido por el área y por la diferencia de temperaturas de los medios situados a cada lado.

• U: Representa la transmitancia aire-aire de un elemento constructivo, indicando su capacidad para conducir calor de un lado a otro. Se mide en W/m²·K.
• RT: Es la resistencia térmica total del componente constructivo (m²·K/W). La relación es U = 1 / RT.

Materiales Aislantes Térmicos

Definición y Clasificación

- Define material aislante. Funciones de los materiales aislantes térmicos:

Son aquellos productos que, por sus propiedades, sirven para proteger del frío, calor, ruido, agua o fuego. Sus funciones principales son:

• Minimizar el paso de calor a través de los cerramientos.
• Controlar las temperaturas superficiales de los cerramientos.
• Modificar la inercia térmica de los cerramientos.

- Clasificación completa de los aislantes térmicos (Organigrama):

• Según su estructura:
  • Fibrosa
  • Granular
  • Alveolar (celular), etc.
• Según su origen:
  • Vegetal
  • Mineral
  • Sintético, etc.
• Según su resistencia en las diferentes zonas de temperatura.

Comparativa de Materiales Específicos

- Diferencia entre lana de vidrio y lana de roca:

La principal diferencia radica en su fabricación y origen:

• Lana de roca: Proviene de rocas volcánicas calentadas a 1.600 ºC. Ofrece fibras de gran resistencia y mejores resultados en aislamiento acústico.
• Fibra de vidrio: Proviene de hilos de vidrio fundidos a altas temperaturas. Es un material más económico y su fabricación se considera más sostenible y ecológica.

Ambos son incombustibles y se aplican mediante insuflado, inyectado en cámaras de aire o soplado.

- Comparativa entre poliestireno expandido (EPS) y extruido (XPS):

• Poliestireno Expandido (EPS): Al tener el poro abierto, puede absorber humedad. Es menos denso, tiene menor resistencia mecánica, es más ligero, más económico y no permite el mecanizado de bordes (machihembrado). Se utiliza principalmente en tabiques o fachadas.
• Poliestireno Extruido (XPS): Posee mayor resistencia y es impermeable. Es el más utilizado en el aislamiento de cubiertas y suelos.

- Obtención del vidrio celular:

• Es un material de origen inorgánico.
• Se puede fabricar con hasta un 60% de vidrio reciclado.
• No utiliza productos contaminantes.
• Tiene un efecto muy positivo sobre el balance energético total del aislamiento.

Fenómenos Térmicos y Patologías

Inercia y Puentes Térmicos

- Define inercia térmica. ¿De qué depende?

La inercia térmica es la capacidad que tiene la masa de conservar la energía térmica recibida e ir liberándola progresivamente, disminuyendo la necesidad de climatización. Depende de la masa, la densidad y el calor específico del material.

- ¿A qué llamamos puente térmico?

Son zonas de la envolvente donde se evidencia una variación de la uniformidad constructiva (cambio de espesor, materiales diferentes, penetración de elementos con distinta conductividad, etc.). Esto conlleva una minoración de la resistencia térmica y aumenta la posibilidad de condensaciones superficiales en invierno.

Condensaciones

- ¿Qué son las condensaciones? Diferencia los tipos y soluciones:

La condensación es el cambio de estado de una sustancia de vapor a líquido.

1. Condensaciones Superficiales

Se producen en la cara interior de los cerramientos. Deben limitarse para evitar la formación de mohos.

Soluciones: Aumentar el aislamiento, ventilar el cerramiento y reducir la presión de vapor interior.

2. Condensación Intersticial

Fenómeno que ocurre en el interior del material debido a una brusca caída de temperatura entre sus caras.

Soluciones: Colocación de una barrera de vapor en la cara caliente, ventilar el cerramiento, reducir la presión de vapor, drenar cerramientos y utilizar aislamientos no hidrófilos.

Ensayos y Psicrometría

Permeabilidad al Aire

- ¿En qué consiste el ensayo de permeabilidad al aire?

Es el test de hermeticidad (Blower Door), encaminado a determinar el nivel de permeabilidad de la envolvente mediante la presurización o despresurización del edificio con un potente ventilador, analizando así su estanqueidad.

Psicrometría

- ¿Qué estudia la psicrometría? ¿Qué es un diagrama psicométrico?

La psicrometría estudia las propiedades termodinámicas de las mezclas de gas con vapor (aire húmedo). Es fundamental para el diseño de equipos de refrigeración y estudios de climatización.

El diagrama psicrométrico relaciona valores como:

• Temperatura seca y húmeda.
• Humedad relativa y absoluta (específica).
• Presión de vapor y línea de saturación.

A partir de dos valores cualesquiera, es posible obtener el resto de las propiedades.

Normativa y Calidad del Aire

- ¿Qué expresa la exigencia básica HS 3 "Calidad del aire interior" con respecto a la ventilación?

Establece que los edificios deben disponer de medios para una ventilación adecuada, eliminando contaminantes del uso normal, aportando un caudal suficiente de aire exterior y garantizando la extracción y expulsión del aire viciado.