La envolvente de un edificio o cerramiento de un edificio es el separador físico entre el entorno acondicionado y no acondicionado de un edificio , incluida la resistencia a la transferencia de aire, agua, calor, [1] luz y ruido [2] .
La envolvente o cerramiento del edificio son todos los elementos de la cubierta exterior que mantienen un ambiente interior seco, calentado o refrigerado y facilitan su control climático . El diseño de envolventes de edificios es un área especializada de la práctica de la arquitectura y la ingeniería que se basa en todas las áreas de las ciencias de la construcción y el control del clima interior. [2]
Las numerosas funciones de la envolvente del edificio se pueden dividir en tres categorías: [3]
La función de control es fundamental para un buen desempeño y, en la práctica, se centra, en orden de importancia, en el control de la lluvia, el control del aire, el control del calor y el control del vapor. [3]
El control de la lluvia es fundamental y existen numerosas estrategias para este fin, a saber, barreras perfectas, pantallas drenadas y sistemas de almacenamiento masivo. [4]
Uno de los principales objetivos de un tejado es resistir el agua. Dos amplias categorías de techos son planos e inclinados. Los techos planos en realidad tienen una pendiente de hasta 10° o 15°, pero están construidos para resistir la intrusión de agua estancada. Los techos inclinados están diseñados para evacuar el agua pero no resistir la intrusión de agua estancada que puede ocurrir durante la lluvia impulsada por el viento o la acumulación de hielo . Por lo general, los techos inclinados residenciales se cubren con un material de base debajo del material de cobertura del techo como segunda línea de defensa. La construcción de techos domésticos también se puede ventilar para ayudar a eliminar la humedad proveniente de las fugas y la condensación.
Las paredes no están tan expuestas al agua como los techos, pero aún así pierden agua. Los tipos de sistemas de paredes con respecto a la penetración de agua son barrera , drenaje y paredes con superficie sellada . [5] Los muros de barrera están diseñados para permitir que el agua sea absorbida pero no penetre en el muro, e incluyen muros de concreto y algunos muros de mampostería. Las paredes de drenaje permiten que el agua que se filtra hacia la pared se drene, como las paredes huecas . Las paredes de drenaje también se pueden ventilar para facilitar el secado, como sistemas de paredes de protección contra la lluvia y de compensación de presión. Las paredes con superficie sellada no permiten la penetración de agua en la superficie exterior del material de revestimiento. Generalmente, la mayoría de los materiales no permanecerán sellados a largo plazo y este sistema es muy limitado, pero la construcción residencial ordinaria a menudo trata las paredes como sistemas de superficie sellada que dependen del revestimiento y de una capa de contrapiso, a veces llamada revestimiento para el hogar .
La humedad puede entrar en los sótanos a través de las paredes o el suelo. La impermeabilización y el drenaje del sótano mantienen las paredes secas y se necesita una barrera contra la humedad debajo del piso.
El control del flujo de aire es importante para garantizar la calidad del aire interior, controlar el consumo de energía, evitar la condensación (y así ayudar a garantizar la durabilidad) y brindar comodidad. El control del movimiento del aire incluye el flujo a través del recinto (el conjunto de materiales que realizan esta función se denomina sistema de barrera de aire) o a través de componentes de la envoltura del edificio (intersticial), así como hacia y desde el espacio interior (que puede afectar en gran medida el rendimiento del aislamiento del edificio ). Por lo tanto, el control del aire incluye el control del lavado del viento [6] (aire frío que pasa a través del aislamiento) y los circuitos convectivos que son movimientos de aire dentro de una pared o techo que pueden resultar en entre el 10% y el 20% de la pérdida de calor por sí solo. [7]
Los componentes físicos de la envolvente incluyen los cimientos , el techo , las paredes , las puertas , las ventanas , el techo y sus barreras y aislamientos relacionados . Las dimensiones, el rendimiento y la compatibilidad de los materiales, el proceso y los detalles de fabricación, las conexiones e interacciones son los principales factores que determinan la eficacia y durabilidad del sistema de cerramiento del edificio.
Las medidas comunes de la eficacia de la envolvente de un edificio incluyen la protección física contra el tiempo y el clima (comodidad), la calidad del aire interior (higiene y salud pública), la durabilidad y la eficiencia energética . Para lograr estos objetivos, todos los sistemas de cerramiento de edificios deben incluir una estructura sólida, un plano de drenaje, una barrera de aire, una barrera térmica y puede incluir una barrera de vapor. El control de la humedad (p. ej., protección contra la humedad ) es esencial en todos los climas, pero los climas fríos y los climas cálidos y húmedos son especialmente exigentes. [8]
El sellado de aire puede mejorar la eficiencia energética de un edificio al minimizar la cantidad de energía necesaria para calentar o enfriar el edificio. Esto es especialmente pertinente en edificios de clima frío donde la calefacción consume la mayor cantidad de energía. [9] Se puede utilizar una prueba de puerta sopladora para comprobar la calidad del sellado al aire de la envolvente del edificio. Se pueden usar lápices de humo para detectar espacios y se pueden usar calafateo y burletes para mejorar el sellado del aire. [10] Los sistemas HVAC pueden garantizar que la entrada de aire de un edificio sea adecuada, segura y energéticamente eficiente.
La envoltura térmica , o capa de control del flujo de calor , es parte de la envoltura de un edificio, pero puede estar en una ubicación diferente, como en un techo. La diferencia puede ilustrarse por el hecho de que el piso del ático aislado es la principal capa de control térmico entre el interior de la casa y el exterior, mientras que todo el techo (desde la superficie del material del techo hasta el acabado de pintura interior del techo) es parte de la envolvente del edificio. [11]
La termografía de la envolvente de un edificio implica el uso de una cámara infrarroja para observar anomalías de temperatura en las superficies interiores y exteriores de la estructura. El análisis de imágenes infrarrojas puede resultar útil para identificar problemas de humedad provocados por la intrusión de agua o la condensación intersticial . [12] Otros tipos de anomalías que se pueden detectar son puentes térmicos, continuidad del aislamiento y fugas de aire, sin embargo, esto requiere un diferencial de temperatura entre la temperatura ambiente interior y exterior. [13]