La hermeticidad del edificio (también llamada hermeticidad de la envolvente) se puede definir como la resistencia a la fuga de aire hacia el interior o el exterior a través de puntos o áreas de fuga no intencionales en la envolvente del edificio . Esta fuga de aire es impulsada por presiones diferenciales en la envolvente del edificio debido a los efectos combinados de la chimenea , el viento externo y los sistemas de ventilación mecánica. [1]
La hermeticidad es la propiedad fundamental de un edificio que incide en la infiltración y exfiltración (la fuga incontrolada de aire exterior hacia el interior y hacia el exterior a través de grietas, intersticios u otras aberturas no intencionales de un edificio, causada por efectos de presión del viento y/o efecto chimenea). [2]
Un edificio hermético tiene varios impactos positivos [3] cuando se combina con un sistema de ventilación adecuado (ya sea natural, mecánico o híbrido): [4]
Varios estudios han demostrado ahorros sustanciales de energía al ajustar las envolturas de los edificios. [1] [6] [7] El informe técnico del proyecto ASIEPI sobre hermeticidad de edificios y conductos estima el impacto energético de la hermeticidad de la envoltura en el orden de 10 kWh por m 2 de superficie por año, para las necesidades de calefacción en una región moderadamente fría (2500 grados-día ). [1] Los datos experimentales que muestran los ahorros de energía de una buena hermeticidad también fueron publicados por el Building Research Establishment en el Reino Unido [6], así como en el número especial de la revista REHVA sobre hermeticidad. [7] Concluyen que se puede ahorrar un 15% del uso de energía de acondicionamiento de espacios en el contexto del Reino Unido, pasando de 11,5 m 3 /(m 2 ·h) a 50 Pa (valor actual promedio) a 5 m 3 /(m 2 ·h) a 50 Pa (alcanzable).
Dados sus efectos sobre las pérdidas de calor, una buena hermeticidad del edificio puede permitir la instalación de capacidades de calefacción y refrigeración más pequeñas. Por el contrario, una hermeticidad deficiente puede impedir alcanzar las condiciones de temperatura interior deseadas si el equipo no se ha dimensionado con estimaciones adecuadas de las pérdidas de calor por infiltración.
Desde un punto de vista energético, casi siempre es deseable aumentar la hermeticidad del aire, pero si la infiltración proporciona una dilución útil de los contaminantes interiores, la calidad del aire interior puede verse afectada. [8] Sin embargo, a menudo no está claro cuán útil es esta dilución porque las fugas en los edificios causan flujos de aire incontrolados y habitaciones potencialmente mal ventiladas, aunque la tasa total de intercambio de aire del edificio puede ser suficiente. [9] Este efecto adverso ha sido confirmado por simulaciones numéricas en el contexto francés que han demostrado que los sistemas típicos de ventilación mecánica produjeron una mejor calidad del aire interior con envolventes más herméticas. [9]
La fuga de aire a través de la envoltura desde el lado relativamente cálido y húmedo al lado relativamente frío y seco puede causar condensación y daños relacionados a medida que su temperatura desciende por debajo del punto de rocío . [10] [11]
Las fugas suelen producirse en los siguientes lugares de la envolvente del edificio: [12]
Los sitios de fuga más comunes se enumeran en la figura y se explican a continuación:
La hermeticidad de un edificio se expresa a menudo en términos de la tasa de flujo de aire de fuga a través de la envoltura del edificio a una presión de referencia dada (normalmente 50 pascales ) [10] dividida por:
El área de fuga efectiva (ELA) a una presión de referencia también es una métrica común que se utiliza para caracterizar la hermeticidad de la envolvente. Representa el área de un orificio perfecto que produciría el mismo caudal de aire que el que pasa a través de la envolvente del edificio a la presión de referencia. Para permitir comparaciones entre edificios, la ELA se puede dividir por el área de la envolvente o del piso, o se puede utilizar para derivar el área de fuga normalizada (NL). [15]
Para todas estas métricas, cuanto menor sea el valor de "hermeticidad" de un edificio determinado, más hermética será la envolvente del edificio.
La relación entre la presión y el caudal de aire de fuga se define mediante la ley de potencia entre el caudal de aire y la diferencia de presión en la envolvente del edificio, de la siguiente manera: [16]
qL = CL ∆p n
dónde:
Esta ley permite evaluar el caudal de aire a cualquier diferencia de presión independientemente de la medición inicial.
Los niveles de hermeticidad de los edificios se pueden medir utilizando un ventilador , instalado temporalmente en la envolvente del edificio (una puerta de ventilación ) para presurizar el edificio. El flujo de aire a través del ventilador crea una presión estática interna uniforme dentro del edificio. El objetivo de este tipo de medición es relacionar la diferencia de presión a través de la envolvente con el caudal de aire necesario para producirla. Por lo general, cuanto mayor sea el caudal necesario para producir una diferencia de presión dada, menos hermético será el edificio. [2] La técnica de presurización del ventilador también se describe en muchos métodos de prueba estándar, como ASTM E779 - 10, [17] ASTM E1827 – 11, [18] CAN/CGSB-149.10-M86, [19] CAN/CGSB-149.15-96, [20] ISO 9972:2006 [13] (ahora reemplazada) y EN 13829 [14] que ahora está "retirada" debido a la ISO 9972:2015 actualizada.
La mayoría de los países europeos incluyen en sus normativas niveles mínimos de hermeticidad obligatorios o recomendados, con o sin pruebas obligatorias. Hay varios países (por ejemplo, Reino Unido, Francia, Portugal, Dinamarca, Irlanda) en los que, por normativa, las pruebas de hermeticidad son obligatorias para ciertos tipos de edificios o en el caso de programas específicos. [21]
En los EE. UU., la IECC de 2012 adoptó requisitos de hermeticidad para edificios completos, incluidas pruebas obligatorias. [22] Además, en mayo de 2012, el USACE publicó un nuevo Boletín de Ingeniería y Construcción en colaboración con la Asociación de Barreras de Aire de Estados Unidos, que describe los requisitos del Ejército para la hermeticidad de los edificios y las pruebas de fugas de aire en los edificios para proyectos de construcción nuevos y de renovación. [23] Washington fue el primer estado en instituir requisitos de barrera de aire con un requisito máximo de fuga de aire del material y una tasa máxima de permeabilidad al aire en todo el edificio con requisitos de prueba para edificios de seis pisos o más. [24]
Existen varios programas voluntarios que exigen un nivel mínimo de hermeticidad para la envolvente del edificio ( Passivhaus , Minergie-P , Effinergie, etc.). Históricamente, el estándar Passivhaus, originado en 1988, fue la piedra angular para los desarrollos de hermeticidad de la envolvente porque este tipo de edificios requieren niveles de fuga extremadamente bajos (n 50 por debajo de 0,6 ach).
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