El diablo está en los detalles: maximizar el aislamiento continuo en la construcción comercial

Por J.R. Babineau En la construcción comercial, el aislamiento continuo (ci) ya no es la excepción: se ha convertido en la norma. Tanto el Código Nacional de Energía para Edificios (NECB) como el Código Nacional de Construcción de Canadá (NBC), junto con los programas de construcción sustentable, han establecido requisitos de eficiencia más altos. Al mismo tiempo, la industria reconoce cada vez más el papel que desempeña el cerramiento del edificio en el rendimiento operativo general.

El aislamiento de cavidades tradicional por sí solo no puede evitar los puentes térmicos, pero, cuando se especifica con aislamiento continuo, la protección térmica se mantiene uniformemente en toda la estructura, lo que conduce a un edificio más eficiente energéticamente, más cómodo y duradero. (Reducir el riesgo de puentes térmicos también reduce las fugas de aire y la condensación que, de lo contrario, provocan moho, putrefacción, óxido y problemas de calidad del aire interior [IAQ]).

Como sugiere su nombre, ci se refiere al aislamiento continuo a través de todos los miembros estructurales sin puentes térmicos (aparte de sujetadores y aberturas de servicio). Puede instalarse en el interior, exterior o forma parte integral de cualquier superficie opaca de la envolvente del edificio. Este resultado se logra mejor cuando equipos de arquitectos, especificadores, contratistas, constructores, aplicadores, consultores de cerramientos de edificios y agentes de puesta en servicio trabajan juntos desde el principio y con frecuencia. No basta con indicar simplemente “por otros” en las especificaciones y dibujos. Esto se debe a que, si bien se comprenden bien el ci y sus beneficios, las grandes diferencias en el rendimiento surgen al abordar los detalles aparentemente menores: transiciones, accesorios y balcones.

Elegir un producto aislante En la construcción comercial, el revestimiento de espuma se utiliza principalmente para materiales de revestimiento exterior aplicados por ci, como el yeso para exteriores. Las dos categorías de materiales principales, termoplásticos y termoestables, ofrecen sus propias opciones de productos. El poliestireno expandido (EPS) y el poliestireno extruido (XPS) son termoplásticos, mientras que el poliisocianurato (poliiso) es un termoestable.1

Estos productos son livianos, fáciles de instalar y, cuando se agregan al conjunto exterior, proporcionan la capa de ci necesaria para evitar los puentes térmicos que pueden disminuir drásticamente la eficiencia energética del sistema de pared.

Sin embargo, al seleccionar un producto, el grosor es una consideración crítica. Los constructores y aplicadores tendrán pocos problemas al instalar aislamiento de espuma rígida de 25 mm (1 pulgada) o menos de espesor. A medida que la aplicación de espuma se vuelve más espesa (para cumplir con los requisitos de valor R o permeabilidad), es más probable que cause una reacción en cadena de problemas adicionales. El espesor determina la longitud de los sujetadores, la longitud de los sujetadores del revestimiento, los soportes del revestimiento y la integración con los tapajuntas y las jambas de puertas y ventanas. Es importante identificar un producto que cumpla con los requisitos de construcción con un espesor mínimo.

Los tres materiales ofrecen distintos grados de eficiencia energética adicional según el espesor, pero hay que tener en cuenta diferencias en el valor R, la permeabilidad y la resistencia al fuego.

EPSEPS tiene un valor R de aproximadamente 4 por pulgada (es decir, 0,70 RSI), el más bajo de los tres materiales. Además, con un espesor estándar de 1 por pulgada, el EPS es semipermeable al vapor de agua. Aunque todavía se consideran de "célula cerrada", las perlas de poliestireno se expanden durante el proceso de fabricación para adaptarse a un molde. Esto da como resultado pequeños espacios o huecos que permiten la transferencia de humedad. El uso de un material abierto al vapor puede ser aceptable cuando se incorpora al diseño un retardador de vapor en la pared interior.

XPSCreadas mezclando poliestireno fundido con un agente espumante y luego extruyendo la espuma a través de un molde a la atmósfera, las espumas XPS tienen mejor durabilidad y son menos permeables que el EPS. Con 25 mm (1 pulg.), el revestimiento XPS se considera semipermeable; a 50 mm (2 pulg.), se vuelve semiimpermeable. Con un valor R de 5 por pulgada (es decir, 0,88 RSI), XPS es ligeramente más resistente térmicamente que EPS.

PoliisoCon un valor R de 6 por pulgada (es decir, 1,06 RSI), la espuma de poliiso es uno de los aislamientos térmicamente más eficientes del mercado. Sin embargo, tiene una reducción gradual de la efectividad térmica; en Canadá, está clasificado según una resistencia térmica de diseño a largo plazo (LTTR). LTTR proporciona un promedio de tiempo ponderado de 15 años y es un predictor más preciso de la efectividad térmica para productos que utilizan agentes espumantes distintos del aire (el poliiso se produce con un agente espumante gaseoso líquido). Un producto con revestimiento de aluminio ayuda a mantener este valor R a largo plazo y es importante señalar que incluso después de un envejecimiento prolongado, el polisio continúa brindando un valor R por pulgada más alto que el EPS y el XPS.

El poliiso es también el menos permeable y la adición de una lámina de revestimiento garantiza que el revestimiento sea impermeable al vapor independientemente del espesor. El poliiso también contribuye a una estructura más resistente al fuego, ya que no se derrite a altas temperaturas. El EPS y el XPS se ablandarán a aproximadamente 73 C (163 F) y se derretirán a aproximadamente 93 a 98 C (199 a 208 F).

La planificación es clave para maximizar el aislamiento continuo La continuidad de los sistemas de aislamiento y barrera de aire es un elemento crítico y bien conocido al diseñar un edificio de alto rendimiento. Una pared con estructura de acero con aislamiento de cavidades de guata R-13 o espuma de poliuretano rociada (SPF) realmente funciona a aproximadamente R-6.5 (es decir, RSI 1.14), y no hay un valor R de cavidad lo suficientemente efectivo para compensar el puente térmico a menos que ci está instalado. La densidad del aislamiento también afectará el rendimiento; se debe aspirar a una densidad de celda cerrada de '2 libras' o más, que también proporciona una barrera de vapor.

Sin embargo, como se mencionó, la comunicación y la planificación deben realizarse temprano y con frecuencia para evitar que errores y descuidos aumenten los costos o disminuyan la eficiencia. Si bien la fase más importante del proceso de ci es la instalación real, la planificación y el trabajo previo en las fases anteriores determinan si la instalación será exitosa o será particularmente desafiante.

Vigas de borde y losas de piso El material estructural agregado en las vigas del borde da como resultado más material para actuar como puente térmico. Puede ser difícil acceder a las vigas de borde para lograr un sellado y aislamiento adecuados. Afortunadamente, no provocarán puentes térmicos si se instala ci en el exterior del edificio. Por otro lado, habrá puentes térmicos cuando el aislamiento continuo se instale en el interior, lo que puede ocurrir en edificios de mampostería o proyectos de modernización.

Cuando el ci exterior no está en el plan, se debe considerar el SPF para aislar las vigas de borde. La espuma se expande para llenar los agujeros hechos por las penetraciones en paredes y pisos, y evita que el aire y el vapor de agua entren o escapen. Cuando se instala correctamente, la espuma en aerosol siempre funciona a su valor R máximo. Para evitar estos problemas, se puede optar por ci exterior sobre interior, a menos que esto sea imposible debido a la estética, el costo o los códigos de construcción históricos. La ci exterior a menudo puede ahorrar tiempo y problemas a largo plazo.

Las losas de piso son una consideración especialmente importante durante la planificación debido al alto costo de reemplazar el piso o los cimientos. Afortunadamente, la solución es fácil cuando se aborda desde el principio: simplemente cubra el borde de la losa del piso con un revestimiento de espuma. Para losas entre pisos en edificios de varios pisos, el ci exterior es especialmente importante. Si solo hay aislamiento de la cavidad de la pared, el borde de la losa del piso no está aislado y puede causar puentes térmicos.

Conjuntos de ventanas y puertas. Los marcos de las ventanas son conductores y los paneles no son tan aislantes como la pared opaca. Si bien los marcos y paneles suelen representar entre el 10 y el 25 por ciento del área total en la mayoría de los edificios comerciales, pueden representar hasta la mitad de la pérdida de energía.

La Asociación Canadiense de Normas (CSA) A440.2, Rendimiento energético de ventanas, requiere que un sistema de ventanas tenga un coeficiente de pérdida de calor total de 2,0 w/m2K o inferior. Esto se puede lograr fácilmente con una ventana bien especificada. Las consideraciones para la especificación incluyen:

Además, los límites NECB de 2011 requieren un área de ventanas y puertas de 0,4 a 0,2 con respecto al área total de la pared. Una solución para reducir los puentes térmicos alrededor de los conjuntos de ventanas es elevar el alféizar para evitar ventanas del piso al techo. (Los pies de los ocupantes no necesitan una vista, y la mayoría de los edificios pueden recibir mucha luz natural con no más de un 20 o 25 por ciento de acristalamiento.) Cuando los objetivos son la eficiencia energética y la hermeticidad, entonces un edificio totalmente de vidrio es una pesadilla termodinámica en Canadá y debe evitarse.

Transiciones Las transiciones no siempre se describen claramente en los códigos o documentos de construcción. Por lo tanto, frecuentemente son mal manipulados, provocando que el agua quede canalizada y atrapada en la pared.

Las transiciones de pared a piso presentan una oportunidad de condensación severa, formación de hielo y pérdida de energía cuando no se diseñan o implementan correctamente. Para mantener la continuidad del ci sobre el borde de las losas del piso, se deben elegir diseños con ángulos de estante y otros elementos que puedan intercalarse sobre el ci. (Sin embargo, esto puede requerir métodos de fijación más pesados ​​para tener en cuenta el grosor).

Hay dos claves para las transiciones de pared a techo:

Las transiciones adicionales a tener en cuenta son ventanas, puertas y esquinas. Para ventanas y puertas, los tapajuntas deben estar atados al plano de drenaje. Con una planificación y especificación adecuadas, el plano de drenaje ya debería estar definido y especificado en los planos. El equipo de diseño no debe dejar que el aplicador especule o encuentre una solución en el lugar de trabajo. Para las esquinas, los ci deben superponerse, lo que reduce los puentes térmicos en estos lugares y ayuda a mantener la continuidad de la barrera de aire.

Balcones y toldos Cuando los balcones forman parte del diseño del edificio, suelen ser un elemento "imprescindible". Sin embargo, muchos arquitectos presupuestan nada más que una extensión de la losa del piso que sobresale del costado del edificio.

Hay otras formas de crear un balcón que reducirán los puentes térmicos. Los balcones con rotura de puente térmico están separados de la estructura del edificio, lo que permite que el calor y el aire permanezcan en el edificio y no se filtren a través de la estructura del balcón. Para conseguirlo, se encuentran disponibles soportes estructurales con rotura de puente térmico para separar elementos de hormigón o acero. Se pueden especificar conectores de acero y bloques de espuma para asegurar el balcón al edificio. Otras opciones incluyen el uso de un material menos conductor, como madera o compuestos de madera y plástico (WPC), o la creación de un balcón independiente (o parcialmente) conectado a tierra.

Accesorios y sujetadores El revestimiento es una importante cubierta decorativa o protectora para las paredes, techos, techos y pisos de un edificio. Si bien aumenta el atractivo o la eficacia del edificio, los accesorios y sujetadores del revestimiento pueden causar puentes térmicos. Los sujetadores y accesorios suelen ser artículos básicos destinados a satisfacer cargas físicas, no demandas térmicas. También son casi imposibles de evitar.

Los revestimientos pueden ser pesados ​​(hechos de ladrillo, piedra, tejas, estuco o paneles metálicos) y deben asegurarse firmemente para lograr una resistencia adecuada al viento y a los terremotos. Los sujetadores metálicos necesarios para sostener estas estructuras pesadas conducen inevitablemente el calor fuera del edificio porque el metal es casi 1000 veces más conductor que el aislamiento. Poco a poco están apareciendo en el mercado accesorios de revestimiento con componentes de plástico y conexiones deslizantes que ayudarán a minimizar este efecto. Además de las fijaciones del revestimiento, las fijaciones para ci también pueden contribuir a la formación de puentes térmicos. Especificar sistemas de aislamiento continuo y revestimientos que minimicen los elementos de fijación es otra forma de controlar los puentes térmicos restantes.

Prácticas de instalaciónOtros consejos para la instalación incluyen:

Cuando se instala, el aislamiento de la cavidad debe tocar las seis caras de la estructura: el frente, la parte trasera y los cuatro lados. La única excepción es la espuma en aerosol, que tal vez no necesite llenar toda la profundidad de la cavidad. En particular, la espuma en aerosol de celda cerrada no debe llenar completamente la cavidad del montante para permitir la instalación del panel de yeso. Si las cavidades se llenan demasiado con espuma en aerosol, los contratistas deben recortar o moler la espuma.

Conclusión No importa la tarea, la atención al detalle durante la instalación es fundamental. Cuanto más difícil sea la instalación de un material, más probabilidades habrá de que genere problemas. Al considerar la protección térmica para garantizar la eficiencia energética de un edificio y el confort de sus ocupantes, es fundamental comprender el aislamiento continuo y los materiales que ayudan a lograrlo.

Notas 1 La principal diferencia entre los dos es que un termoestable se endurece (o endurece) hasta adoptar una forma determinada después de calentarlo, un proceso llamado "curado". Una vez curado, el material termoestable no se volverá a fundir cuando se caliente. Un material termoplástico, por otro lado, se ablanda y se vuelve flexible cuando se calienta o se expone al fuego. (volver arriba)

JR Babineau, PE, es científico de la construcción en Johns Manville. Es responsable de la investigación y el desarrollo tecnológico de productos y aplicaciones de construcción, con énfasis en ciencias de la construcción, calidad ambiental interior y eficiencia energética. Babineau participa activamente en el desarrollo de normas a través de la Sociedad Estadounidense de Ingenieros de Calefacción, Refrigeración y Aire Acondicionado (ASHRAE) y el Building Performance Institute (BPI), y forma parte de la junta directiva de la revista Home Energy. Se le puede contactar por correo electrónico en [email protected].