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Envolventes de altas prestaciones para los edificios del nuevo milenio

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Con la entrada del nuevo milenio, y de la mano del protocolo de Kyoto, las nuevas directivas Europeas de eficiencia energética, los compromisos de París, y el incremento continuado de los costes de la energía, el sector de la construcción ha visto cómo sus códigos técnicos han endurecido sustancialmente los requerimientos con relación a la energía.

Los edificios han contemplado cómo se establecían y endurecían sustancialmente los requisitos de aislamiento térmico y estanquidad, y la aparición de productos específicos para satisfacerlos. Los espesores de los sistemas de aislamiento no han dejado de incrementarse en las últimas dos décadas.

El mercado de los sistemas de aislamiento térmico tales como  las fachadas ventiladas se ha desarrollado. Se han incorporado sistemas avanzados como la ventilación mecánica controlada, recuperación de calor, aprovechamiento de energía solar y el control avanzados en los edificios.

Las tecnologías para la eficiencia energética han saltado de su posición tradicional en industria y oficinas de grandes dimensiones hacia el grueso del sector de la edificación. Todo esto, en conjunción con la reducción de la nueva edificación, debido al pinchazo de la burbuja inmobiliaria, ha llevado a una completa reordenación del sector.

Las envolventes han dejado de ser muros de ladrillo y ventanas sencillas. Al ser cada vez más complejas e incorporar múltiples materiales, los métodos de cálculo se complican, y hasta el más mínimo detalle debe ser considerado a la hora de entregar un diseño satisfactorio.

En el campo de los acristalamientos, observamos que los arquitectos han incrementado sustancialmente la proporción de vidrio en fachada: aparecen acristalamientos de doble o incluso triple vidrio, cuyos sistemas incorporan las correspondientes roturas de puente térmico garantizando la seguridad estructural de sistemas mucho más pesados.

Con mayores ratios de acristalamiento, los diseñadores de edificios hacen frente al sobrecalentamiento del edificio debido a la acción del sol, con lo que han proliferado los recubrimientos bajo emisivos para vidrios, sistemas de sombreamiento estáticos y dinámicos, y soluciones de doble piel acristalada conectadas a sistemas de ventilación.

De cara al buen diseño de estos sistemas se hace más necesaria la simulación térmica y estructural mediante elementos finitos, a la vez que se incorporan modelos avanzados de cálculo de radiación solar. Se intensifican los estudios de optimización de las dimensiones y métodos de control de los sistemas activos.

Los muros han experimentado cómo los materiales aislantes han ganado peso. Existe una tendencia hacia las envolventes ligeras en las que subestructuras en metal, madera u otros materiales substituyen a las tradicionales soluciones de hormigón y ladrillo permitiendo incorporar más materiales aislantes en un menor espacio, y emplear métodos de construcción más rápidos. Sin embargo, en el diseño de este tipo de soluciones de altas prestaciones térmicas hasta el más mínimo detalle resulta relevante.

Actualmente se investiga el uso de materiales no metálicos como forma de continuar incrementando el nivel de aislamiento global de las fachadas. Se empieza así mismo a observar fenómenos de transmisión de humedad que deben ser tratados mediante el correcto diseño de métodos de contención, mediante la selección de barreras de vapor y membranas en puntos críticos del muro.

El correcto diseño de sistemas constructivos día a día más complejos convive en un sector de la edificación diverso y atomizado; cohabitan proyectistas, empresas fabricantes de productos y sistemas, con empresas constructoras de diversos tamaños y especialización.

El proyectista debe ser capaz de entender los sistemas que convergen en sus proyectos, así como los criterios de diseño en los que se fundamenta para realizar una buena aplicación de los mismos. El constructor debe ser consciente de la relevancia de las instrucciones de manipulación y montaje de los productos de construcción.

La figura sin la cual sería imposible incorporar sistemas de gran valor añadido es el fabricante. Este no solo debe garantizar las propiedades del producto entregado sino que debe ser capaz de hacer comprender a toda la cadena de actores en la construcción de un edificio, las posibilidades y limitaciones de un sistema. Debe proveer de una guía técnica de aplicación de sus productos y sistemas, y tener la habilidad para resolver los problemas surgidos en el diseño de encuentros con terceros. A largo plazo su función es formar a proyectistas y constructores en el empleo de sus materiales, y en algunos casos, disponer de servicios de montaje y mantenimiento propios. En el marco normativo Europeo el fabricante certifica las prestaciones entregadas por su producto y el cumplimiento de la normativa asociada a cada categoría.

En TECNALIA hemos colaborado en el cálculo térmico, higrotérmico y mecánico de numerosos sistemas. Disponemos de profesionales y laboratorios de ensayos acreditados para la certificación de productos de construcción. Sin embargo, con la creciente novedad y complejidad de los sistemas y materiales que empleamos vemos la necesidad de realizar ensayos a escala real como paso previo al lanzamiento comercial de sistemas constructivos.

Nos involucramos cada vez más en iniciativas singulares para implementar soluciones novedosas. Acompañamos y asesoramos a proyectistas, fabricantes, constructoras y propietarios en todo el proceso.

¡Ya están aquí los edificios del nuevo milenio!

Sobre Roberto Garay Martínez

Ingeniero Industrial, Gestor de Proyecto e investigador senior en eficiencia energética en la edificación. Especialista en transferencia de calor e integración de sistemas solares térmicos y sistemas de climatización en envolventes.

Autor de más de 20 artículos técnicos y ponencias. Participa en proyectos de investigación aplicada de la Agencia Internacional de la energía relacionados con la caracterización a escala real del comportamiento energético de edificios (EBC Annex 58) y la integración de sistemas solares en envolventes (SHC Task 56).

Desarrolla además una parte relevante de su actividad en estudios experimentales, siendo parte del equipo de investigadores de la instalación experimental KUBIK by Tecnalia.

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