Cálculo de puentes térmicos en la certificación energética de edificios (CTE documento de apoyo)

Los puentes térmicos reducen la resistencia térmica de los elementos que forman la envolvente térmica del edificio, modificando su comportamiento térmico. La presencia de un puente térmico implica pérdidas energéticas y aumento del riesgo de condensaciones y presencia de moho en invierno, en el interior del inmueble. Un buen diseño y una correcta ejecución en obra sirven para limitar el efecto negativo de los puentes térmicos, reduciendo la demanda energética y garantizando espacios interiores más saludables. El CTE incluye un documento de apoyo (atlas de puentes térmicos) para su cálculo ¿Lo conoces? ¿Te parece útil? ¿Lo mejorarías? ¿Qué programas informáticos recomendarías para el cálculo de puentes térmicos en la certificación energética de edificios? Participa.

31-10-2014

1. Puentes térmicos en el CTE

Los puentes térmicos son encuentros constructivos o zonas, que influyen en el valor de la transmitancia térmica global de los elementos constructivos que los contiene, y por tanto de su resistencia térmica. Esto sucede por ejemplo en los cerramientos verticales o fachadas, cuando contienen pilares embebidos, en cubiertas, en su encuentro con las fachadas o los contornos de los lucernarios, etc..

Los puentes térmicos se corresponden con:

– Presencia de un elemento con diferente conductividad térmica: pilares, dinteles o vigas embebidas en el cerramiento vertical exterior.

– Cambio en el espesor del propio elemento constructivo. Esto es común por ejemplo, en fachadas que por decisiones de diseño, presentan variación de espesor, creando una composición en al misma.

– Superficies distintas en el interior y el exterior, como sucede por ejemplo, en esquinas interiores y exteriores de las fachadas.

– Filtraciones de aire no controladas debido a la presencia de grietas en cerramientos o carpinterías no estancas.

La presencia de puentes térmicos en cerramientos, produce pérdidas de energía, y por tanto influye en el valor de la demanda de calefacción y refrigeración del inmueble.

Además son zonas y encuentros donde existe el riego de generación de mohos y humedades, ya son superficies frías donde el vapor de agua contenida en el aire en los espacios interiores, puede condensar al bajar la temperatura por debajo de la temperatura de rocio.

2. Influencia del diseño y ejecución del detalle constructivo en puentes térmicos

Los puentes térmicos se pueden eliminar o corregir gracias a un buen diseño y una buena ejecución en obra. El resultado son espacios más confortables y saludables, y con menor demanda energética.

En esta imagen se observa la variación de la temperatura en un puente térmico que se corresponde con un pilar embebido en fachada, sin revestir por el interior y sin aislar en su encuentro con el cerramiento que lo contiene.

A continuación, el mismo pilar pero revestido por el interior y aislado en su encuentro con el cerramiento. La variación de temperatura es diferente respecto de la imagen anterior:

3. DA DB-HE/3

El código técnico -CTE- incluye, entre sus documentos de apoyo al documento de ahorro de energía, uno específico de puentes térmicos. Se trata del DA DB-HE/3 Puentes térmicos. En este documento trata de definir los tipos de puentes térmicos, algunos métodos de cálculo y finalmente incluye un atlas de puentes térmicos donde podemos encontrar valores de transmitancia térmica lineal de los diferentes puentes térmicos más habituales.

3.1 Tipos de puentes térmicos

El CTE clasifica los puentes térmicos:

a) PT integrados en cerramientos: pilares, contornos de huecos, cajas de persiana, otros puentes térmicos integrados.

b) PT de encuentros entre cerramientos: encuentros de fachada con forjado, cubierta, con cerramiento en contacto con terreno, con losa o solera y con muro enterrado o pantalla; también encuentros de cubierta con pretil o sin pretil.

c) PT en esquina entrante o saliente.

d) PT de encuentro de voladizo con fachada.

e) PT de encuentro de tabiquería interior con cerramiento exterior.

3.2 Formulación y métodos de cálculo de los puentes térmicos

Los puentes térmicos modifican el flujo de calor en los elementos constructivos que los contienen, tal y como se observa en las imágenes del apartado 2. Estos flujos pueden ser bidimensionales o tridimensionales, cuando se ven alterados debido a la presencia de un puente térmico. Cuando el comportamiento térmico es uniforme, entonces hablamos de flujo unidimensional.

Existen métodos numéricos, que tras modelizar la envolvente térmica de un edificio, son capaces de calcular con precisión su comportamiento térmico. Otra opción es utilizar formulas simplificadas. El CTE define estas fórmulas en el Documento de Apoyo DA DB-HE/3 Puentes térmicos, donde se observa la influencia de los puentes térmicos en el flujo de calor por conducción total del elemento que se está analizando:

El CTE asocia el flujo de calor del puente térmico a un comportamiento bidimensional (Ψ), y el del elemento constructivo (U) a un comportamiento unidimensional. Cuando ambos se solapan actuando de manera conjunta, entonces se obtiene el flujo total ΦT.

El CTE también muestra la fórmula para el cálculo de la transmitancia térmica lineal del puente térmico Ψ:

En el documento encontramos ejemplos que se han realizado utilizando el programa KOBRA.

El Método de Calculo de los puentes térmicos depende de la información disponible. El CTE especifica varios en este sentido:

1. Método detallado con modelado tridimensional: exige la simulación con modelo tridimensional de cálculo numérico.

2. Método detallado con modelo bidimensional. Utiliza las fórmulas anteriores y analiza el efecto de la superposición de flujos: comportamiento unidimensional y bidimensional.

3. Métodos simplificados basados en detalles constructivos tipo para cada tipo de puente térmico (Ψ), en las características generales del edificio o medidas globales (L), o calculados mediante la aplicación de un porcentaje respecto de la componente unidimensional.

3.3 Atlas de Puentes térmicos

Este documento proporciona valores de Ψ -transmitancia térmica lineal- para las soluciones constructivas más comunes. Se agrupan por familias y se puede utilizar tanto para el método bidimensional como para cualquiera de los métodos simplificados.

Los valores se han determinado teniendo en cuenta salto térmico de invierno (0°-20°C), y dimensiones interiores teniendo en cuenta nuestro entorno normativo. Se pueden interpolar y extrapolar los valores de las tablas.

Este documento, advierte de la importancia de la continuidad del aislamiento térmico en los cerramientos para limitar el efecto de los puentes térmicos.

En la imagen inferior se puede ver cómo se define el grupo de puente térmico, los detalles constructivos que incluye, y la tabla de valores para determinar la transmitancia térmica lineal correspondiente, teniendo en cuenta la transmitancia térmica superficial del elemento en el que se integra el puente térmico, en este caso un muro:

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