Madera Estructural® inicia con este post una sucesión de análisis de sándwich in situ de cubierta ventilada, desde la más sencilla hasta la  más complicada, sean habituales o eficientes. A cada sándwich se le pondrá una denominación para distinguirlo de los otros.

Primeramente, establecemos unas hipótesis o elementos de partida:

·         Partiendo de que la hipotética cubierta estuviese localizada en León, la zona climatológica de invierno, según el Código Técnico (CTE), es la E. Precisamente ésta es la zona con más exigencias de aislamiento térmico, y cuyo valor límite U de transmitancia térmica es 0,35 W/m²k.

·         Partimos, además, de que sobre la estructura de madera se colocará un cerramiento compuesto de un entarimado de tablas machihembradas de 22 mm de espesor de pino nórdico (pinus sylvestris). Entonces, si el coeficiente de conductividad térmica del pino macizo es de 0,15 W/m°K, la resistencia térmica K es de 0,1467 W/m²k.

·         También consideraremos una cámara de aire de 2 cm de espesor, formada por los rastreles verticales sobre la impermeabilización, cuya resistencia térmica K es de 0,085 W/m²k.

·         Entonces, el sándwich tendrá el siguiente esquema, empezando desde el lado interno del tejado:

1.      pares de la estructura,

2.      el cerramiento o entarimado,

3.      una barrera de vapor o membrana impermeable, si es necesario,

4.      el aislamiento,

5.      un soporte para la impermeabilización, si es necesario,

6.      impermeabilización, si es necesario,

7.      una cámara ventilada,

8.      y una cobertura de teja o pizarra.

 

Es un aislamiento por el exterior de la estructura (en Francia lo llaman sistema Sarking). Esto tiene sus ventajas:

                       conserva el aspecto estético de la estructura del tejado,

                       tiene menos puentes térmicos,

                       mejor aislamiento térmico y acústico,

                       y se aprovecha más el espacio interior,

Pero el inconveniente es que hay que levantar la cubierta en caso de reforma.

 

 

El sándwich XPS:

 

Empezamos con el Sándwich XPS, así denominado por el acrónimo del aislamiento, que es el poliestireno extruido.

 

Las propiedades físicas de este material son:

 

 

Densidad (kg/m³)

35

Calor específico c (J/kg.K)

1300-1500

Conductividad térmica λ (W/m°K)

0.034

Resistencia a la difusión del vapor μ

120

Comportamiento al fuego EN 13 501-1

E

Desfase en horas, con un espesor de 15 cm

4,1

 

 

El esquema de este sándwich es el siguiente:

1º.- Entarimado de 22 mm de espesor.

2º.- Para-vapor con un sd = 2,3.

3º.- Aislamiento XPS con un espesor de 100 mm.

4º.-  Membrana impermeable y transpirable tipo Tyvek, con un sd = 0,02.

5º.- Cámara de aire ventilada de 3 cm, creada por los rastreles de 30 x 40 mm.

 

El aislamiento se coloca como una piel continua, sin puentes térmicos. Para ello es conveniente que se coloquen dos capas que sumen el espesor requerido y, además, deben disponerse contrapeadas, para no hacer coincidir las juntas de una capa con las de la otra. Se mejora todavía más la continuidad del aislamiento si los cantos de los paneles tienen un perfilado en L o un machihembrado.

Una cuestión importante es la disposición de la membrana impermeable puesto que, si se coloca debajo del aislamiento, resulta una cubierta invertida. Es interesante porque así el impermeabilizante no sufre las tensiones de la cubierta ni los cambios bruscos de temperatura que con el tiempo terminan por deteriorarlo. No obstante, obliga a tener un cuidado especial al diseñar el remate perimetral de aleros para evacuar el agua infiltrada accidentalmente a través de la cobertura. Lo habitual es colocar la membrana sobre el aislamiento, disponiéndola encima de los rastreles verticales y dejándola holgada como formando valles entre aquéllos.

Y, por último, se atornillan los rastreles llegando hasta la estructura de madera (pares, correas, etc.). Así se lastra el aislamiento, ya que éste es bastante ligero.

La transmitancia térmica U total de este sándwich es de 0,3269 W/m²k, inferior al límite de la zona E.

 Haciendo la comprobación de condensaciones intersticiales con el programa WUFI (Wärme und Feuchte instationär), no las hay. Se ha considerado una temperatura interior de 20° C, con una humedad relativa  50 % del aire, y una exterior de -10° C, con una humedad relativa del 80 % del aire.

Con este sándwich se consigue un desfase térmico de 5 horas en cuanto a la protección contra el calor estival.

 

Desde el punto de vista del aislamiento, se muestran los pros y contras:

Pros:

·         El XPS tiene una alta resistencia mecánica, muy buen durabilidad y estabilidad dimensional y es no higroscópico y no capilar.

 

Contras:

·         El XPS no es ecológico y difícilmente reciclable.

·         El XPS es tóxico en caso de incendio y sensible al fuego Euroclase E.

·         El XPS  tiene ninguna capacidad higroscópica.

·         EL XPS electroestático.

·         El XPS no es transpirable y no capilar.

·         EL XPS tiene una muy débil capacidad de protección contra el calor.

·         El XPS es atacable por los roedores.

 

Finalmente, se exponen las ventajas e inconvenientes de este sándwich:

Ventajas:

·         La baja absorción de agua y la resistencia al hielo-deshielo (para evitar pérdidas de resistencia mecánica) lo hacen ideal ya que el aislante se encuentra debajo de la teja. Entonces, es un punto a favor para hacer una cubierta invertida, ya que hay versiones especiales de paneles para recibir directamente, con adhesivos especiales, las tejas cerámicas.

·         Buena relación aislamiento-precio.

Inconvenientes:

·         Como el XPS no es un aislamiento acústico, por eso, este sándwich no cumplirá con el CTE al exigir aislamiento térmico y acústico.

·         Como tiene un mal desfase térmico (de 5 horas), no cumple con el ideal de un tejado que presente una fuerte inercia y un desfase comprendido entre 9 y 12 horas a fin de permitir una difusión bastante regular del calor en el día y de reducir los picos de calor en verano.

 

 

 

Puede ver la simulación 3d clicando en este enlace:

https://skfb.ly/ySRU

Para manejar el dibujo 3D, he aquí unas sencillas instrucciones para manejarlo con el ratón:

1.      Pulsando continuamente el botón izquierdo y arrastrando, gira el dibujo en todas las direcciones,

2.      Pulsando continuamente el botón derecho y arrastrando, desplaza el dibujo en todas las direcciones,

3.      Moviendo la rueda del ratón hacia arriba o abajo, se hace zoom más o menos.