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Con este post se sigue una serie en los que se actualizarán los anteriores sándwich de cubierta ideal (o se crearán nuevos) con el propósito de cumplir con los valores orientativos de los parámetros característicos de la envolvente térmica (en este caso, una cubierta) para el predimensionado de soluciones constructivas en uso residencial. Dichos valores están en la tabla E.1 del apéndice E del Documento Básico HE Ahorro de energía del Código Técnico de la Edificación, publicado en el BOE el 12 de septiembre de 2013.

 

En el Sándwich panel sándwich + Trisodur, tenemos un doble aislamiento térmico: uno rígido de un panel sándwich  con un núcleo de poliestireno extruido (XPS) de unos 30-35 kg/m³ como capa de aislamiento térmico, y otro reflexivo, como aislamiento térmico y acústico e impermeabilización. Este aislamiento se colocará por el exterior.

 

El esquema de este sándwich es el siguiente:

 

1º.- Pares o cabios como estructura portante.

2º.- Panel sándwich con un friso de abeto (u otro acabado visto que se desee) de 10 mm; un núcleo de poliestireno extruido (XPS) de 50 mm y un tablero aglomerado hidrófugo de 19 mm.

3º.- Cámara de aire de 20 mm, mínimo, entre rastreles verticales.

4º.- Aislante reflexivo Triso-Dur, con un espesor de 12 mm.

5º.- Cámara de aire de 20 mm, mínimo, entre rastreles verticales.

6º.- Cobertura de teja o pizarra, sobre rastreles horizontales.

 

La transmitancia térmica U total de este sándwich es de 0,181 W/m²k, un valor inferior al límite de la zona E (0,19).

 

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 8,1 horas en cuanto a la protección contra el calor estival.

 

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

Pros:

  • En sólo 12 mm de espesor se consigue una eficacia térmica equivalente a 140 mm de lana de vidrio (cuya conductividad térmica es de λ = 0,04 W/m*k). Según información del fabricante.
  • Muy buen compromiso entre aislamiento térmico (caliente/frío) y acústico (tanto a los ruidos aéreos como de impacto).
  • Material muy ligero.

 

Contras:

  • Colocación complicada por la exigencia de dos cámaras de aire.
  • Sólo se conocen las características en cuanto a resistencia térmica (m²*K/W) de algunos modelos de aislamiento reflexivos.
  • Precio caro.
  • Persiste el debate sobre la supuesta eficacia de los aislamientos reflexivos. No obstante, se está de acuerdo en recomendar su colocación combinándolo con un aislamiento tradicional.

 

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

 

Ventajas:

  • Aislamiento térmico y acústico.
  • Buen confort estival, ya que nos acercamos al mínimo de 10 horas recomendado.
  • El grosor del sándwich es más razonable, ya es de poco más de 15 cm, sin contar con rastrel horizontal y el material de cubrición.
  • El propio aislante reflexivo sirve de lámina impermeable.
  • Es un sándwich competitivo frente a combinaciones de paneles sándwich de más espesor (incluso contando con que el núcleo sea de XPS Grafito) tanto desde el aspecto económico de los materiales como del aislamiento.

 

Inconvenientes:

  • Instalación complicada del aislamiento reflexivo por la disposición de dos las cámaras de aire (aunque la inferior no ventilada).
  • La incomodidad de trabajar sobre el aislante reflexivo, una vez colocado, al tener que prestar atención de no pisarlo porque está sobre el hueco de la primera cámara de aire. Una solución a este problema es colocar un tablero hidrófugo (aumentando el coste).
  • Como el XPS es de célula cerrada, es totalmente impermeable al vapor de agua.

 

Este sándwich hace que la cubierta no transpire, pero no sería problema si la edificación contase con un Sistema Mecánico de Ventilación que cumpliese con las nuevas exigencias del nuevo Código Técnico de la Edificación.

 

Puede ver la simulación 3d clicando en este enlace:

https://skfb.ly/DXBU

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.

 

Con este post se inicia una serie en los que se actualizarán los anteriores sándwich de cubierta ideal con el propósito de cumplir con los valores orientativos de los parámetros característicos de la envolvente térmica (en este caso, una cubierta) para el predimensionado de soluciones constructivas en uso residencial. Dichos valores están en la tabla E.1 del apéndice E del Documento Básico HE Ahorro de energía del Código Técnico de la Edificación, publicado en el BOE el 12 de septiembre de 2013.

 

En el Sándwich de PIR + fibras de madera, tenemos un doble aislamiento térmico y acústico: uno rígido de poliisocianurato (PIR) de unos 32 kg/m³ como capa de aislamiento térmico, y otro de más densidad todavía, de 270 kg/m³, como aislamiento térmicoacústico e impermeabilización. Dicho aislamiento se colocará por el exterior (método Sarking).

 

El coeficiente de conductividad térmica de la capa de aislamiento de poliisocianurato es de 0,022 W/m°K. Entonces la resistencia térmica K es de 6,64 W/m²k para un espesor de 80 mm. Se presenta en forma de panel rígido con una lámina adherida de aluminio en ambas caras.

 

Las propiedades físicas del poliisocianurato son:

 

Densidad (kg/m³) 32-35
Calor específico c (J/kg.K a 20°C) 1400
Conductividad térmica λ (W/m°K) 0.022
Absorción de agua < 2%
Comportamiento al fuego según Euroclase B-s2-d0

 

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 1,00 W/m²k para un espesor de 52 mm. Se presenta en forma de panel rígido y está 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.- Pares o cabios como estructura portante.

2º.- Entarimado de pino Norte de 22 mm de espesor.

3º.- Una capa de aislamiento de poliisocinurato de 80 mm de espesor.

4º.- Panel bajo teja, impermeable, transpirable y cortavientos, de fibras de madera de alta densidad de 52 mm.

5º.- Rastreles verticales de 30 x 40 mm o más de pino tratado en profundidad en autoclave.

6ª.- Cobertura de teja o pizarra.

 

Ambas capas de aislamiento se colocan 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 según los requisitos.

 

La transmitancia térmica U total de este sándwich es de 0,199 W/m²k, un valor muy próximo al límite de la zona E (0,19).

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 9,5 horas en cuanto a la protección contra el calor estival.

 

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

Del poliisocianurato:

Pros:

  • Este material tiene una buena resistencia mecánica.
  • Como es de células cerradas, la absorción de agua es despreciable y tiene una buena resistencia a la difusión del vapor de agua.
  • Muy buena estabilidad dimensional.
  • No contienen CFC’s ni HCFC’s.
  • Resistente al envejecimiento.
  • Excelente comportamiento ante el fuego: no funde ni gotea ante la llama directa. Es una de las principales ventajas frente a la espuma rígida de poliuretano (PU).

Contras:

  • No es ecológico, ya que demanda mucha energía en su fabricación.
  • Mal aislamiento acústico.
  • Es caro.

 

 

De las fibras de madera.

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 (tanto a los ruidos aéreos como de impacto).
  • 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.
  • Material no consumible por los roedores.

Contras:

  • Es combustible.
  • A veces contienen sustancias químicas para retrasar la combustión.
  • Contienen, con frecuencia, fibras de poliéster de estructura.
  • Es cara.
  • Puede pudrirse en caso de humedad persistente.

 

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

Ventajas:

  • Aislamiento térmico y acústico.
  • Buen confort estival, ya que nos acercamos al mínimo de 10 horas recomendado.
  • Instalación más sencilla al haber menos elementos en el sándwich. El aluminio actúa como barrera de vapor.
  • El PIR ofrece una rapidez en la colocación puesto que se suministran en paneles de 2.500 x 1.200 mm.
  • El grosor del sándwich es el más pequeño, ya es de 15,4 cm, sin contar con la cámara de aire ventilada y el material de cubrición.

Inconvenientes:

  • Instalación complicada por la fijación de los tirafondos de doble fileteado.
  • Como el PIR es de célula cerrada, es totalmente impermeable al vapor de agua.
  • Precio bastante caro.

 

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.

 

Este sándwich hace que la cubierta no transpire, pero no sería problema si la edificación contase con un Sistema Mecánico de Ventilación que cumpliese con las nuevas exigencias del nuevo Código Técnico de la Edificación.

 

Puede ver la simulación 3d clicando en este enlace:

https://skfb.ly/ALVV

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.

 

En el anterior sándwich XPS + aislamiento acústico vimos que los principales inconvenientes eran el puente acústico de los rastreles que alojaban la lana de roca y la insuficiente protección contra el calor.

En el Sándwich de lana de roca de doble densidad tenemos un aislamiento acústico como la lana de roca con una doble densidad, siendo de 150 kg/m³ en la capa superior yde 95 kg/m³ en la capa inferior.

 El coeficiente de conductividad térmica de esta lana de roca es de 0,037 W/m°K. Entonces la resistencia térmica K es de 2,8 W/m²k para un espesor de 105 mm. Se presenta en forma de panel rígido.

 Las propiedades físicas de la lana de roca son:

 

 

Densidad (kg/m³)

150/95

Conductividad térmica λ (W/m°K)

0.037

Resistencia al  paso del  vapor  de agua μ

±1.3

Comportamiento al fuego según Euroclase

A1

 

 

La lana de roca se presenta en forma de panel rígido.

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 un sd = 2,3, en aquellos casos en que sea necesario.

3º.- Aislamiento de lana de roca de 105 mm de espesor.

4º.- Rastreles verticales de 30 x 20 ó 30 x 40 mm.

5º.-  Membrana impermeable y transpirable tipo Tyvek, con un sd = 0,02.

 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 la lana de roca.

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

 Sobre el aislamiento, se atornillan los rastreles de 30 x 20 ó 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.

Ahora es cuando empieza una particularidad de este sándwich: se deben de usar los tornillos de doble rosca para aislamiento tipo FixTop o similar. Además, y es importante, se deben seguir las indicaciones del fabricante del aislamiento en cuanto a longitud de los tornillos y separación según las cargas de la cubierta.

Luego se coloca la membrana sobre el aislamiento, disponiéndola encima de los rastreles verticales y dejándola holgada como formando valles entre aquéllos.

La transmitancia térmica U total de este sándwich es de 0,3351 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 7 horas en cuanto a la protección contra el calor estival.

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

Pros:

·         La lana de roca es un muy buen aislamiento térmico y de medio a buen aislamiento acústico, no es hidrófilo y es imputrescible, inerte e incombustible.

·         La lana de roca es muy permeable al vapor de agua pero no es capilar.

·         La lana de roca no es combustible, es Euroclase A1.

·         La lana de roca procede de recursos no renovables pero abundantes.

·         Este material tiene una buena resistencia mecánica.

·         La lana de roca de alta densidad tiene una contribución buena para el confort en verano.

             Contras:

·         La lana de roca tiene una mala estabilidad en el tiempo.

·         La eficiencia de la lana de roca se degrada en presencia de la humedad a causa de una puesta en obra negligente.

·         La lana de roca tiene un mal balance del carbono y energía gris elevada.

·         Es cara.

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

Ventajas:

·         Aislamiento térmico y acústico.

·         Mejor confort estival.

 Inconvenientes:

·         Por la lana de roca, se necesita la presencia de una barrera de vapor o freno de vapor, si es necesario.

·         Instalación complicada.

  El inconveniente más 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 la dirección 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.

             Pero, al final, si se busca un muy buen confort estival, hemos de prestar atención a los aislantes ecológicos como las fibras de madera. Lo que nos lleva al siguiente sándwich de cubierta in situ: Fibras de madera en un próximo post.

              Puede ver la simulación 3d clicando en este enlace:

https://skfb.ly/z6U8

             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.

En este post trataremos de un tema que es habitual en la construcción de tejados de madera. Ya tenemos diseñada o montada la estructura de madera, ahora tenemos que decidir el cerramiento de la misma: con paneles sándwich tipo Thermochip o ir colocando, capa a capa e in situ, el sándwich del tejado (entarimado, aislante, un tablero, etc). Cada alternativa tiene sus ventajas e inconvenientes.

Explicamos las principales ventajas e inconvenientes de estos materiales:

Ventajas de los paneles sándwich:

– Si el tejado es regular, es decir, con formas rectangulares o cuadradas y sin casetones (o lucarnes), se tiene menor desperdicio y mano de obra con los paneles sándwich. Ahora, con los paneles de gran formato, compensa su instalación sobre todo si se trata de grandes superficies,

– Como los paneles sándwich se tratan de productos con certificados CE y con características definidas, siempre sabremos que responderán a los objetivos definidos en los programas de evaluación de la eficiencia energética del edificio en cuestión,

– Hay paneles sándwich que ya llevan incorparada la cubierta o cubrición añadiendo, por ejemplo, una chapa galvanizada.

– Sobre todo con los paneles de gran formato, contribuye a que las estructuras de madera sean más simples y económicas al emplear menos elementos estructurales portantes.

Inconvenientes de los paneles sándwich:

– Si se tratan de tejados de viviendas unifamiliares, relativamente pequeñas y no regulares en su planta y con casetones, con los paneles sándwich se obtiene un desperdicio que puede alcanzar un 30 %,

– Oferta limitada de tipos de asilantes empleados. Actualmente, se emplean el poliestireno extruido (XPS), el poliuretano (PU), la lana de roca, y el corcho.

Ventajas del sándwich in situ:

– Aunque hay una gran variedad de materiales para la capa vista de los paneles sándwich (frisos, paneles acústicos, paneles de yeso, OSB, paneles ignífugos, etc.), con el sándwich in situ se puede elegir entre una gran variedad de formatos de frisos o tablas machiehembradas y de especies de madera, consiguiendo la estética que se quiera,

– Con el sándwich in situ colocaremos el aislantes que convenga a nuestros intereses y presupuesto. Al ser más caros los paneles de 80 mm o más de aislamiento, la gente tiende a elegir espesores menores, incumpliendo el CTE.

Diversidad de aislantes en el sándwch in situ

Diversidad de aislantes en el sándwch in situ

Inconvenientes del sándwich in  situ:

– Condiciona el diseño de la estructura de madera en cuanto al espaciado de los pares (pontones, cabrios o solivas) si sólo se disponen de ciertas longitudes de tabla machihembrada.

– aparición de problemas por diversas causas: sale la espuma de PU por los agujeros del entarimado al proyectar; colocación de tablas con diferente tonalidad del color del barnizado o con defectos; etc.

Tal vez el principal inconveniente de los paneles sándwich es el hecho de colocarlo mal o, principalmente, de sufrir, en gran medida, las consecuencias de un mal diseño de la cubierta. Para argumentar esto último, les cuento lo ocurrido en una visita, un día de verano, a una casa rural tras una llamada de su dueño para buscar una solución a su problema. La casa rural tiene un tejado con la estructura de madera maciza de pino silvestre. El problema era que, sobre todo al atardecer y en la época calurosa, se oía una verdadera sinfonía de chasquidos y crujidos de la madera. Tras una inspección se encontró el problema. El problema era que la cubierta de pizarra no estaba ventilada. La pizarra se colocó sobre rastreles horizontales, pero no había rastreles verticales que creasen la cámara de ventilación. Por tanto, el tejado se recalentaba en demasía, creando un bochorno en las habitaciones del bajo cubierta, y los ruidos, generando molestias a los clientes (a alguno no les molestaba tanto). Era el friso de abeto de los paneles sándwich y, también, de las piezas estructurales, los que creaban los ruidos. Como los paneles estaban atornillados y son rígidos, el friso se retorcía crujiendo. Además, las piezas de la estructura de madera maciza estaban bastantes rajadas y retorcidas, y los paneles se separaban unos de otros dejando las juntas al decubierto, con la consiguiente preocupación de la propiedad en taparlas con masillas. También influía que el grosor del aislamiento de los paneles no era el adecuado según el CTE, era de 50 ó 60 mm. La mejor solución a este problema era levantar toda la pizarra y sus rastreles horizontales y colocarla de nuevo pero creando una cámara de ventilación correctamente dimensionada con rastreles verticales.

Como conclusión, si el tejado es pequeño y bastante irregular o con muchos faldones, la decisión es clara: el sándwich in situ. Si el es grande y regular, el panel sándwch.

 

Panel sándwich con friso de abeto, aislante de poliestireno extruído y tablero aglomerado hidrófugo

Panel sándwich con friso de abeto, aislante de poliestireno extruído y tablero aglomerado hidrófugo