Los edificios de viviendas de los años 70, propuesta de rehabilitación de fachadas de ladrillo

Comunicación presentada al III Congreso Edificios Energía Casi Nula:

Autores

• Soledad Camino, Profesora, Universidad de Valladolid.
• Gonzalo Martín, Arquitecto.

Resumen

Durante esta década, antes de la NBE-CT 79, se construían las fachadas de ladrillo visto de dos hojas de fábrica con cámara de aire. La exterior pasaba por delante de los forjados lo que daba lugar a los puentes térmicos característicos de este sistema. Uno de los sistemas de rehabilitación más empleados en la actualidad es el SATE y en el seguimiento que se ha realizado de rehabilitaciones se ha comprobado que con este sistema se mejora el aislamiento térmico de la fachada y los puentes térmicos de la estructura, pero no se están resolviendo los puentes térmicos de la ventana. Las pérdidas debidas a la ventana y los puentes térmicos relacionados con la misma son elevadas y se quiere presentar una propuesta de solución constructiva de rehabilitación de las ventanas, comparando las pérdidas de la solución del proyecto, de una rehabilitación en la que no se incluyen las ventanas y de la solución que se propone.

Introducción

Durante la década de los años 70, en Valladolid, como en otras ciudades, se construyeron numerosos edificios de viviendas con fachadas de ladrillo cara vista, con dos hojas de fábrica con una cámara de aire entre ambas. La hoja interior se ejecutaba entre los forjados y la hoja exterior pasaba por delante de los mismos. El canto de los forjados se chapaba con plaquetas con objeto de dar continuidad visual a la fábrica de ladrillo para que no se apreciara al exterior la estructura porticada de hormigón que la soporta.

Esta solución constructiva es la que se encuentra en la Norma Tecnológica de la Edificación NTE-FFL Fachadas de Fábrica de Ladrillo publicada el 16 de abril de 1979. Esta norma contiene un apartado de criterios de diseño entre los que están el aislamiento térmico y el estudio de las condensaciones de las fachadas. Para facilitar la labor de calcular el coeficiente de transmisión térmica K de los diferentes tipos de fachada, se incluyen tablas en las que se puede entrar con los tipos de hojas de fábrica según los diferentes espesores y el ladrillo, con cámara de aire o bien con aislamiento térmico entre ambas, y se obtiene el K de la solución constructiva.

Esta NTE se publica pocos meses antes que la Norma Básica de la Edificación NBE CT-79 sobre Condiciones Térmicas en los edificios que entró en vigor el 22 de enero de 1980, tres meses después de su publicación. Y aunque anteriormente mediante Decreto, de 12 de junio, la Administración Pública adoptó las primeras medidas encaminadas a conseguir un ahorro energético a través de la adecuada construcción de los edificios, es a partir de la publicación de esta NBE cuando se generaliza la utilización de una hoja de material aislante en las fachadas para evitar la pérdida de calor y por tanto de la energía empleada en calefactar en las zonas frías.

En la actualidad y sobre todo a partir de la publicación de la Ley 8/2013, de 26 de junio, de rehabilitación, regeneración y renovación urbanas, son numerosos los edificios construidos de con este sistema de fachada, que se rehabilitan para limitar las pérdidas de energía y mejorar el confort térmico. La solución más frecuente es trasdosar la fachada por el exterior con una capa de aislamiento y revestirla con un enfoscado armado con fibra y pintado

En el seguimiento que se ha realizado de la rehabilitación de diversos edificios con estas características se ha comprobado que con este sistema se mejora fácilmente el aislamiento térmico de la fachada ciega y los puentes térmicos del frente del forjado y de los pilares, de rincones y esquinas, pero los puentes térmicos del hueco requieren soluciones más complejas que por motivos económicos no siempre se abordan: capialzado, jambas y dintel con la misma eficacia. Por ese mismo motivo y por afectar al uso de las viviendas no es habitual sustituir las ventanas, que se han quedado obsoletas en lo que se refiere a aislamiento térmico.

En la siguiente imagen térmica (Figura 1) muestra la influencia de los puentes térmicos y las carpinterías en la distribución de temperaturas superficiales interiores.

Con el objetivo de aportar datos sobre la importancia de las pérdidas debidas a la ventana y los puentes térmicos relacionados con la misma se ha realizado un estudio para una vivienda de una torre en la que se hace una propuesta de solución constructiva de rehabilitación de las ventanas, y se comparan los datos relativos a las pérdidas de energía de la solución de proyecto, de una rehabilitación en la que no se incluyen las ventanas y de la solución que se propone.

Metodología

En primer lugar, se va a describir las características del cerramiento de los tres casos de estudio: estado actual (EA), estado rehabilitado (ER), y la propuesta de rehabilitación que denominaremos estado rehabilitado mejorad (ER+), para después explicar el procedimiento de seguido para el cálculo de las pérdidas.

Estado actual (EA)

Se ha estudiado el caso de una vivienda de una torre con cuatro viviendas por planta por ser una tipología común en diversas ciudades donde se ha construido preferentemente con el tipo de fachada de fábrica de ladrillo caravista que se ha descrito anteriormente. Las ventanas son de carpintería de aluminio con acristalamiento sencillo y cuentan con persiana enrollable de lamas de aluminio con cajonera de carpintería ejecutada “in situ”. Aunque a finales de esta década ya era común en las fachadas colocar material aislante entre las dos hojas de fábrica, entre 3 y 5 cm de poliestireno expandido o de fibra de vidrio, para el análisis que se ha realizado se va a suponer que no hay material aislante.

El caso de estudio es una vivienda de las cuatro que forman cada planta de una torre, limitada por divisiones horizontales de separación con las viviendas de las plantas superior e inferior, por divisiones verticales de separación con otras viviendas y zonas comunes del edificio y por dos fachadas exteriores. Las divisiones que separan de otras viviendas y zonas comunes se suponen adiabáticas.

La planta de la vivienda es la del esquema de la figura 2, donde se puede distinguir las zonas de fachada, zonas ciegas, ventanas y particiones interiores.

La fachada está formada por una hoja exterior de ladrillo cara vista con aparejo de sogas y juntas de mortero enrasadas de 11,5 cm de espesor, una capa de enfoscado de 1 cm, cámara de aire de 5 cm, tabicón de ladrillo hueco doble de 9 cm y guarnecido y enlucido interior de 1,5 cm.

Las ventanas son de aluminio anodizado natural con vidrio de 4 mm.

Los puentes térmicos existentes en esta fachada son:

• El frente del forjado chapado con plaqueta de unos 3 cm de espesor con mortero
• Pilares con la hoja exterior de ladrillo pasante por el exterior y trasdosados por el interior con ladrillo hueco sencillo.
• Dintel del hueco de ladrillo a sardinel, con capialzado de persiana, sin aislamiento.
• Jambas de ventana de ladrillo caravista, en la que la hoja exterior llega hasta la interior con una anchura de 12 cm (Figura 3).
• Alfeizar de la ventana con vierteaguas prefabricado de hormigón recibido sobre pieza cerámica en contacto con el exterior y con el enlucido interior.

Estado rehabilitado (ER)

Se va a suponer que se rehabilita la fachada, que es plana y sin ornamentación, con un sistema de aislamiento térmico por el exterior con una hoja de aislante de 8 cm de espesor de poliestireno expandido que se enfosca, que la carpintería de los huecos por razones presupuestarias y de uso de las viviendas no se van a cambiar y que en los huecos, debido a que no se va a cambiar la carpintería, se va colocar, donde lo permita la solución constructiva, una capa de aislante de 2 cm que se revoca con el mismo acabado del resto de la fachada. El alfeizar se reviste con un vierteaguas de aluminio. Sistema que se ha estado empleando en algunas de las rehabilitaciones que se han venido ejecutando en Torrelago, Laguna de Duero .

Estado rehabilitado mejorado (ER+)

Se va a estudiar otra solución en la que se resuelva el problema que plantea el hueco y los puentes térmicos de su contorno. La ventana y la cajonera de la persiana son elementos por los que la pérdida de calor es importante y donde es fácil que se produzcan condensaciones superficiales (Díaz et al, 2005), pero también son los elementos que presentan menor aislamiento acústico, insuficiente en las zonas de las ciudades con mucho tráfico rodado, por lo que para conseguir la rehabilitación de la fachada en estos dos aspectos y siguiendo las indicaciones de la guía de aplicación del HR la propuesta que se va a estudiar es la de colocar una carpintería exterior a la existente, de aluminio también, con ruptura de puente térmico mayor de 12 mm, y doble acristalamiento 4.12.6 bajo emisivo. La solución permite la continuidad del aislamiento sin modificar los elementos del contorno del hueco existentes. En el alfeizar se va a doblar el aislante, sobreponiendo un alfeizar de aluminio sujeto con grapas. Con esta propuesta se pretende una solución integral para toda la fachada de forma que se minimicen las pérdidas de calor y por tanto el consumo de energía y se mejore considerable el confort de los habitantes al reducir sustancialmente las pérdidas a través de los puentes térmicos. Así mismo se elimina la posibilidad de condensaciones superficiales al mejorar el aislamiento térmico del conjunto de los componentes de la fachada de manera similar.

Procedimiento de cálculo

Para calcular las pérdidas y poder comparar los resultados se abordan únicamente las pérdidas por transmisión. Aunque el intercambio de energía se produce, a través de la envolvente de los edificios, por transmisión, radiación y convección. En el parque residencial objeto de estudio las pérdidas por transmisión son habitualmente las más significativas, a medida que empiece a mejorar el aislamiento de los cerramientos habrá que tener en cuenta que cobran mayor importancia los intercambios por radiación y convección (Martín, G. et al, 2014).

El estudio se basa en el cálculo de las diferencias, entre los casos de estudio, del coeficiente de transferencia de calor por transmisión, que como indica la ISO 13789, expresa la cantidad del flujo de calor debida a la transmisión térmica a través de la fábrica de un edificio, dividida entre la diferencia entre las temperaturas ambientales a cada lado de la construcción.

El coeficiente de transferencia de calor por transmisión a través de los elementos del edificio que separan los espacios acondicionados y el aire exterior se calcula de acuerdo a la ecuación (2), sumando las pérdidas superficiales y lineales. Se desprecian las pérdidas puntuales por su escasa influencia en este caso.

Donde:

Σ_iA_iU_i es la suma de los productos de las áreas por las transmitancias térmicas superficiales de cada elemento de la envolvente

Σ_kl_kψ_k es la suma de los productos de las longitudes por las transmitancias térmicas lineales de cada puente térmico lineal de la envolvente

La transmitancia térmica superficial de cada elemento se calcula según las Normas ISO 6946 e ISO 10077, dependiendo de si se trata de elementos ciegos de la envolvente o de huecos acristalados respectivamente. La transmitancia térmica lineal de cada puente térmico se obtiene de un catálogo de valores tabulados, que es uno de los métodos recogidos por la Norma ISO 14683. En este caso se utiliza el catálogo contenido en el Documento de Apoyo al Documento Básico DB-HE Ahorro de Energía, del Código Técnico de la Edificación. Las soluciones constructivas contenidas en dicho catálogo son similares en propiedades térmicas y dimensiones a las del caso de estudio. La transmitancia térmica puntual de los puentes térmicos se desprecia por la reducida influencia que tiene este tipo de puentes térmicos en las pérdidas globales de la vivienda que se calcula.

Resultados

Según la metodología anterior se han calculados las pérdidas por transmisión y el resultado es el reflejado en la tabla I y en la figura 4, donde figuran los datos empleados para el cálculo de las perdidas superficiales de cerramiento ciego de fachada, de ventanas y de puentes térmicos superficiales.

En la tabla se han reflejdo los resultados finales de todos los puentes térmicos existentes en el tipo de vivienda estudiado.

La disminución de pérdidas asociadas a las zonas ciegas y sus puentes térmicos, entre el caso EA y el caso ER es de 74,42 W/K lo que significa una disminución de las pérdidas del 45,94%.

La disminución en las pérdidas lineales de los puentes térmicos asociados a la ventana del caso ER+ respecto al caso ER supone 11,34 W/K y la disminución de pérdidas superficiales asociadas a la mejora de carpinterías y acristalamientos entre dichos casos es de 43,66 W/K, lo que supone sumando ambas una disminución en las pérdidas de 52,53 W/K, un 32,43% respecto del estado actual.

En la figura 4 se han representado las pérdidas de los tres casos estudiados de forma que se puede ver las diferencias entre las tres soluciones de una forma fácil y evidente.

Conclusiones

Para el tipo de vivienda estudiado y para las pérdidas por transmisión es evidente, a la vista de los resultados obtenidos que la rehabilitación que se viene utilizando disminuye las pérdidas de forma importante pero la rehabilitación energética integral incluyendo a las ventanas es necesaria para poder alcanzar una disminución de las pérdidas entre un 70% y un 80%.

Referencias

• Díaz I., Tenorio J. Pérdidas de calor y formación de condensaciones en los puentes térmicos de los edificios. I Jornadas de Investigación en Construcción (Instituto de Ciencias de la Construcción “Eduardo Torroja”. Madrid, junio 2005. T.II, pp.1131-1153.
• Martín Contra, Gonzalo; Camino Olea, María Soledad; Llorente Gómez, Lorena; Fuente Cruz, Raquel; Jesús Fijó Muñoz (2014). La importancia de la rehabilitación de los puentes térmicos en los edificios existentes. REHABEND 2014 Congreso Latinoamericano de Patología de la Construcción, Tecnología de la Rehabilitación y Gestión del Patrimonio. Santander, España pp. 1305 – 1312. 03/04/2014. ISBN 978-84-616-8863-0.
• Proyecto CITyFiED que ha recibido fondos del Séptimo Programa Marco de la Unión Europea para investigación, desarrollo tecnológico y demostración