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En el Sándwich de fibras de clima de montaña – ecológico, para altitudes superiores a 900 metros, tenemos un doble aislamiento térmico y acústico: uno de fibras de madera de alta densidad de 110 kg/m³ como capa de aislamiento, y otro de más densidad todavía, de 270 kg/m³, como aislamiento e impermeabilización. Dicho aislamiento se colocará por el exterior (método Sarking).

El coeficiente de conductividad térmica de la capa de aislamiento de fibras de madera es de 0,039 W/m°K. Entonces la resistencia térmica K es de 2,55 W/m²k para un espesor de 100 mm. Se presenta en forma de panel rígido.

Las propiedades físicas de las fibras de madera son:

Densidad (kg/m³)

110

Calor específico c (J/kg.K a 20°C)

2000

Conductividad térmica λ (W/m°K)

0.039

Resistencia al  paso del  vapor  de agua μ

≤3

Comportamiento al fuego según Euroclase

E

Desfase térmico para una densidad de 50 a 60 kg/m³

>8 horas

El coeficiente de conductividad térmica de la capa de impermeabilización de fibras de madera es de 0,050 W/m°K. Entonces la resistencia térmica K es de 0,70 W/m²k para un espesor de 35 mm. Se presenta en forma de panel rígido y es machihembrado.

Las propiedades físicas de las fibras de madera son:

Densidad (kg/m³)

270

Calor específico c (J/kg.K a 20°C)

2000

Conductividad térmica λ (W/m°K)

0.050

Resistencia al  paso del  vapor  de agua μ

≤3

Comportamiento al fuego según Euroclase

E

El esquema de este sándwich es el siguiente:

1º.- Entarimado de pino Norte de 22 mm de espesor.

2º.- Una membrana de freno de vapor con sd = 2,3, en aquellos casos en que sea necesario.

3º.- Una capa de aislamiento de fibras de madera de alta densidad de 80 mm de espesor.

4º.- Rastreles verticales de 50 x 80 mm.

5º.- Una capa de aislamiento de fibras de madera de alta densidad de 80 mm de espesor.

6º.- Panel bajo teja, impermeable, transpirable y cortavientos, de fibras de madera de alta densidad de 35 mm.

5º.- Rastreles verticales de 30 x 40 mm.

El freno de vapor tiene la función de que el vapor de agua que provenga del interior de la edificación no haga disminuir las propiedades aislantes de las fibras de madera.

El aislamiento de fibras de madera se coloca como una piel continua, sin puentes térmicos.

Sobre el aislamiento, se atornillan los rastreles de 30 x 40 mm llegando hasta la estructura portante. Estos rastreles crean la cámara de ventilación. No obstante, el rastrel puede tener más altura si se desea una cámara más grande.

La transmitancia térmica U total de este sándwich es de 0,2002 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 del 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 13,5 horas en cuanto a la protección contra el calor estival.

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

Pros:

  • Las fibras de madera es un material ecológico y, por tanto, contribuyen a construcción sostenible.
  • Es reciclable.
  • Este material tiene una buena resistencia mecánica.
  • En los paneles bajo teja se impregnan de bitumen, parafina o látex.
  • No produce irritaciones cutáneas.
  • Compatibilidad biológica certificada en Alemania.
  • Apertura a la difusión del vapor de agua (μ): de 2 a 10 en función del tipo de panel. Alta capacidad de regulación de la humedad.
  • Muy buen compromiso entre aislamiento térmico (caliente/frío) y acústico.
  • Las fibras de madera tienen una contribución excelente para el confort en verano, ya que el desfase térmico alcanzado con las fibras de madera es de unas 5 veces mayor frente a los aislantes usuales como el poliuretano y el poliestireno extruido, comparando un mismo grosor de material.

Contras:

  • Es combustible.
  • A veces contienen sustancias químicas para retrasar la combustión.
  • Contienen, con frecuencia, fibras de poliéster de estructura.
  • Es cara.

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

Ventajas:

  • Aislamiento térmico y acústico.
  • Excelente confort estival.
  • Instalación más sencilla al haber menos elementos en el sándwich.

Inconvenientes:

  • Por las fibras de madera, se necesita la presencia de una barrera de vapor o freno de vapor, si es necesario.
  • Instalación complicada por la fijación de los tirafondos de doble fileteado.
  • Precio más elevado.
  • El grosor del sándwich empieza a ser considerable, ya es de unos 24,5 cm, sin contar con el material de cubrición.

Un inconveniente importante es la instalación, por los tornillos especiales. Estos necesitan introducirse en un ángulo de 30° con respecto al plano de la cubierta; se colocan cada x cm, según cálculos; y van alternándose el ángulo de inserción: +30°, -30°, +30°, etc. Todo esto significa que no todos los carpinteros están dispuestos a ello, lo ven complicado, etc. Pero, sobre todo, el tornillo no es barato, el de 22-24 cm vale más de 1,5 €, con descuento incluido.

En un próximo post, se tratará un sándwich in situ para cubiertas de un clima de montaña – ecológico por el interior.

Puede ver la simulación 3d clicando en este enlace:

https://skfb.ly/ywwS

 

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.

 

El Sándwich para climas de montaña, en altitudes de más de 900 metros, se caracteriza por disponer de una segunda cámara de ventilación entre el aislamiento y la estanqueidad para un mejor confort en verano.

En este sándwich, se coloca un aislamiento térmico y acústico de espuma rígida de poliuretano (PUR). El coeficiente de conductividad térmica del aislamiento del poliuretano es de 0,023 W/m°K. Entonces, la resistencia térmica K es de 4,3478 W/m²k para un espesor de 100 mm. Se presenta en forma de panel rígido.

Las propiedades físicas de las fibras de madera son:

Densidad (kg/m³)

32

Calor específico c (J/kg.K a 20°C)

1400

Conductividad térmica λ (W/m°K)

0.023

Resistencia al  paso del  vapor  de agua μ

Comportamiento al fuego según Euroclase

M1 a M3

Desfase térmico para una densidad de 32 kg/m³

>6 horas

El esquema de este sándwich es el siguiente:

1º.- Entarimado de pino Norte de 22 mm de espesor.

2º.- Una membrana de freno de vapor con sd = 2,3, en aquellos casos en que sea necesario.

3º.- Un aislamiento de poliuretano de 100 mm de espesor. Los paneles están recubiertos, por ambas caras, de un film reflexivo de aluminio.

4º.- Una cámara de ventilación creada con rastreles verticales de 60 x 60 mm.

5º.- Un tablero de OSB 3 machihembrado de 16 mm de espesor.

6º.- Rastreles verticales de sección trapezoidal de 80 x 40 mm.

7º.- Una membrana impermeable y transpirable bituminosa SBS elastomérica con la cara inferior autoadhesiva. La conjunción los anteriores rastreles y la membrana crean una segunda cámara de ventilación.

5º.- Rastreles horizontales de 30 x 40 mm para el material de cubrición de pizarra.

El freno de vapor tiene la función de que el vapor de agua que provenga del interior de la edificación no haga disminuir las propiedades del aislamiento. Es obligatorio en climas de montaña.

El aislamiento de poliuretano se coloca como una piel continua, sin puentes térmicos.

Sobre los rastreles trapezoidales se atornillan con tirafondos llegando hasta la estructura portante. La membrana bituminosa es flexible a muy bajas temperaturas (hasta -30° C) y, además, tapa las cabezas de los tirafondos.

Es habitual que sobre los rastreles trapezoidales, en cumplimiento de la guía francesa “Guide des couvertures en climat de montagne” (cuaderno del CSTB – Centre Scientifique et Technique du Bâtiment – nº 2267 de 1 de septiembre de 1988), se coloquen más capas:

6º.- Rastreles verticales de 30 x 40 o 30 x 20 mm.

7º.- Y un tablero de OSB 3 machihembrado de 16 mm de espesor u otro tablero hidrófugo, como soporte continuo de una cobertura de pizarras.

La transmitancia térmica U total de este sándwich es de 0,2102 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 del 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 más de 6,3 horas en cuanto a la protección contra el calor estival.

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

Pros:

  • Prestaciones térmicas elevadas para un débil espesor del aislante de PUR (ganancia de hasta un 40 % en el rendimiento a igualdad de espesor).
  • La ligereza de los  paneles (un panel con un espesor de 160 mm pesa alrededor de 5 kg por m²) y formatos de hasta 2400 x 1200 mm.
  • Este material tiene una muy buena resistencia a la compresión.

Contras:

  • No es ecológico y reciclable.
  • Tóxico en caso de incendio.
  • Electroestático.
  • No es un buen aislamiento acústico, pero en conjunción con otros materiales y haciendo de sistema continuo estanco, puede incrementar el aislamiento frente a los ruidos aéreos (mínimo 7-9 dB).
  • Como panel rígido, es bastante caro.

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

Ventajas:

  • Como los paneles aislantes de PUR son reversibles, disminuye el desperdicio.
  • Mejor confort estival gracias al film de aluminio del panel de PUR.
  • La estanqueidad conseguida, sobre un soporte continuo, evita los riesgos asociados a los remontes de agua en climas de montaña.
  • La fijación de los tirafondos, aunque la densidad depende de cálculos según cargas, es más sencilla.

Inconvenientes:

  • Instalación más complicada al haber más elementos en el sándwich de cubierta.
  • Aumenta el grosor o canto del sándwich, ya que se consigue un espesor mínimo de 29 cm.
  • Por el aumento permanente de los espesores de los aislantes térmicos mejor adaptados a la difusión del vapor, se construye raramente hoy tejados con dos cámaras de aire ventiladas.
  • Precio aún más elevado.

Puede ver la simulación 3d clicando en este enlace:

https://skfb.ly/ywwY

 

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,

4 . Pulsando Shift + botoón izquierdo y arrastrando, se desplaza la pantalla.

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.