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Las fábricas de bloque Termoarcilla tienen un elevado potencial de aumento de sus prestaciones higrotérmicas: densidad, conductividad y resistencia térmica, inercia térmica, etc. Esta es la principal conclusión del estudio realizado por la Escuela Superior de Ingenieros Industriales de la Universidad de Sevilla que, a raíz de las nuevas exigencias que plantea el Documento Básico de Ahorro de Energía del Código Técnico de la Edificación (CTE DB HE), ha centrado una de sus investigaciones en el bloque Termoarcilla y sus posibilidades.
Los estudios demuestran el gran potencial que tienen las fábricas de bloque Termoarcilla para aumentar su rendimiento en las zonas más frías de nuestra climatología. A raíz de dichas investigaciones HISPALYT, ha puesto en marcha varias líneas de investigación cuyo objetivo final es el aumento y mejora de las propiedades higrotérmicas para que puedan utilizarse, sin ningún tipo de restricción, en toda la geografía española.
Los estudios se centran en la optimización de las propiedades de las materias primas: conductividad de las arcillas, en el proceso de fabricación de las piezas cerámicas, búsqueda de un mejor diseño de las piezas, mejora de las características de los morteros de agarre, control de ejecución en obra, etc.
Los resultados han sido satisfactorios. Por ello sendos representantes de las siguientes entidades - Inés Díaz Regodón por el Instituto Eduardo Torroja-IETcc, Rafael García Sáez, asesor técnico de HISPALYT (Asociación Española de Fabricantes de Ladrillos y Tejas de Arcilla Cocida)- acudieron a presentarlo al I Congreso de Aislamiento Térmico y Acústico celebrado el pasado mes de junio en Madrid.
Prestaciones higrotérmicas y cumplimiento actual del CTE
El Código Técnico de la Edificación (CTE) modifica los requisitos a cumplir por los edificios en varios ámbitos, como son las propiedades acústicas y la demanda energética, dos de las principales aportaciones del bloque Termoarcilla.
El Documento Básico de Ahorro de Energía (DB HE-1), exige que la envolvente térmica del edificio “limite adecuadamente la demanda energética necesaria para alcanzar el bienestar térmico en función del clima de la localidad, del uso del edificio y del régimen de verano y de invierno, así como por sus características de aislamiento e inercia, permeabilidad al aire y exposición a la radiación solar…”
Cumplimiento del CTE DB HE-1
El DB HE-1 Limitación de la Demanda Energética establece dos procedimientos de verificación: opción simplificada y opción general. Para la opción general se ha utilizado el motor de cálculo de la herramienta informática LIDER del CTE para caracterizar las cualidades energéticas del bloque Termoarcilla en comparación con una solución de muro multicapa, compuesto de enfoscado de cemento exterior, ladrillo hueco doble, poliestireno extruído, ladrillo hueco doble y enlucido de yeso, que cumple con la transmitancia límite establecida para cada zona climática.
Características del estudio
A partir de una selección de diferentes tipologías edificatorias representativas del parque residencial del país, se realizaron 3.920 comparaciones entre la solución convencional de cerramiento multicapa y la de fábrica de bloque Termoarcilla. En una fase posterior, se focalizó el estudio en las fábricas de bloque Termoarcilla empleando mortero convencional y el mortero aislante para las localidades pertenecientes a las zonas climáticas A, B y C definidas por el CTE.
El estudio se ha centrado en las comparaciones de:
- Demandas de calefacción y refrigeración.
- Puntas de calefacción y refrigeración.
- Mejora de las condiciones de bienestar en locales no acondicionados en verano.
Las conclusiones generales de la investigación son:
- El bloque Termoarcilla obtiene una disminución de la calefacción y la refrigeración con respecto a los valores límites para el CTE, mejorando el comportamiento con respecto a los sistemas multicapa.
- Con el nivel de aislamiento requerido para la zona climática C, el frío almacenado por el bloque Termoarcilla de 29 cm. compensa la demanda de refrigeración un 66% más que el cerramiento multicapa.
- Para régimen de calefacción el bloque Termoarcilla tiene un comportamiento global referente al almacenamiento de radiación solar un 21% superior al del cerramiento multicapa.
Para el caso de Bloque Termoarcilla con mortero convencional:
o Demanda de calefacción: disminuye respecto al cerramiento multicapa en las localidades de la zona climática de invierno A. Este ahorro está entre el 1% y el 6% con un valor medio en torno al 2,5%. En la zona climática B los casos favorables al Bloque Termoarcilla varían entre el 1% y el 25% del total.
o Carga punta de calefacción: disminuye en la zona A hasta un máximo de un 10%. El comportamiento en las localidades de las zonas B y C varían mucho de una localidad a otra, siendo en algunas localidades siempre favorable al Bloque Termoarcilla (fundamentalmente en zona B), desfavorable en otras (zona C), y favorable o desfavorable según el caso en otras localidades.
o Ahorro de demanda de refrigeración: se produce en todas las localidades y escenarios de ventilación nocturna ensayados. Estos ahorros relativos son especialmente altos (20% de media) para zona climática de verano 1, es decir, en localidades con demanda de refrigeración muy baja (inferior a 10kWh/m2). En la zona 2 se alcanza un ahorro medio del 10% (siendo la demanda media inferior a 15 kWh/m2). Por último, en las zonas 3 y 4 se obtiene un ahorro de demanda de refrigeración entre 1% y 5%.
Al aumentar la ventilación nocturna de junio a septiembre, disminuye la demanda de refrigeración en todos los casos, si bien, la disminución de la demanda es mayor con bloque Termoarcilla. Así, el ahorro de demanda en las zonas 3 y 4 pasa a estar centrado en torno al 5%, pudiendo llegar hasta el 10%.
o Carga punta de refrigeración: disminuye en todos los casos con Bloque Termoarcilla y es mayor para las localidades de la zona 1, donde la punta de refrigeración es menor. Para las localidades de las zonas 2, 3 y 4, la disminución de la punta de refrigeración va de 0% hasta un 10% con una media de 3%.
o La mejora del comportamiento en oscilación libre es grande (en torno al 20%) en las localidades de la zona 1, e inferior al 5% en las demás zonas (donde el número de horas con temperatura mayor de 27ºC es mayor). Además, al aumentar la ventilación nocturna, aumenta ligeramente la mejora conseguida con Bloque Termoarcilla.
Para el caso de Bloque Termoarcilla con mortero aislante:
o El comportamiento cualitativo para cada una de las comparaciones anteriores es el mismo con mortero aislante que con mortero convencional. Por lo tanto, las conclusiones anteriores también son válidas para el caso de Bloque Termoarcilla con mortero aislante. Conviene por lo tanto comparar ambas situaciones.
o El Bloque Termoarcilla con mortero aislante obtiene ahorros de demandas de calefacción en torno al 7% (zona A) y al 4% (zona B). Para la zona C existen casos en los que el Bloque Termoarcilla resulta favorable y en otras desfavorable, siendo la demanda de calefacción en esta zona muy próxima para cerramiento convencional multicapa y para el Bloque Termoarcilla con mortero aislante.
o La punta de calefacción disminuye prácticamente para todos los casos en las zonas A, B y C al pasar de cerramiento convencional multicapa a Bloque Termoarcilla con mortero aislante, obteniéndose valores entre 0% a 5%.
o El ahorro de demanda de refrigeración es también algo mayor para Bloque Termoarcilla con mortero aislante llegándose a valores en torno al 5%.
o La mejora de las condiciones de oscilación libre en verano es del mismo orden con mortero convencional que con mortero aislante.
Futuro bloque de arcilla aligerada
Los primeros estudios realizados tuvieron como objeto analizar la variabilidad de los parámetros que influyen en el comportamiento higrotérmico de las fábricas de bloques de Termoarcilla. En concreto, se estudió en profundidad:
- La influencia del diseño/geometría interior del bloque.
- La influencia de la conductividad de la arcilla.
- La influencia del grueso del tendel y la conductividad del mortero.
Tras los resultados, se puede confirmar el gran potencial de mejora de las prestaciones de estas fábricas.
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Arcilla actual aligerada + Mortero Convencional |
Arcilla mejorada + Mortero Aislante |
Potencial de Mejora |
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Bloque Termoarcilla |
U
(W/m2K) |
kap
(W/mK) |
U
(W/m2K) |
kap
(W/mK) |
U |
kap |
|
14 |
1,656 |
0,332 |
1,182 |
0,213 |
28,7% |
35,9% |
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19 |
1,261 |
0,308 |
0,895 |
0,203 |
29,0% |
34,2% |
|
24 |
1,009 |
0,292 |
0,710 |
0,194 |
29,6% |
33,6% |
|
29 |
0,856 |
0,289 |
0,600 |
0,192 |
29,9% |
33,3% |
Potencial de mejora para el bloque Termoarcilla
Como se aprecia en la tabla anterior, se pueden conseguir, para el bloque de Termoarcilla de 29cm., una disminución máxima de la transmitancia térmica del 29,9% y de la conductividad aparente del 33,3%. Estos porcentajes pueden verse claramente incrementados por la combinación de otros aspectos, como el diseño de las piezas cerámicas y el control de ejecución en obra.
Para satisfacer los requisitos de transmitancia térmica límite de las distintas zonas climáticas con fábrica de bloque Termoarcilla y teniendo en cuenta las influencias anteriores, desde HISPALYT, se están llevando a cabo distintas líneas de investigación como son la búsqueda de una nueva geometría, la mejora de la densidad y la conductividad térmica de la arcilla con diferentes aditivos y la posibilidad de usar morteros aislantes.
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