Desempeño Térmico en Envolvente: Humedad

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Alfredo Vargas Martínez
hace 7 años
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1 Desempeño Térmico en Envolvente: Humedad MSc Ing. Timo Márquez Septiembre Escuela de Arquitectura

HUMEDAD EN EDIFICACIONES http://www.masbricolaje.com/humedad-en-los-edificios/ Iñaki Gomez.

2 HUMEDAD EN EDIFICACIONES Iñaki Gomez. Caracterización Higroscópica de Materiales de Construcción. Tesis Doctoral. U. del Pais Vasco. 2006

3 HUMEDAD EN EDIFICACIONES TRANSPORTE DE LA HUMEDAD La humedad en los edificios pueden dividirse generalmente en 3 categorías principales, cada una causada por diferentes fenómenos. Las categorías son: el aumento de la humedad, la penetración de la humedad y la condensación. Aumento de la humedad El aumento de la humedad es el movimiento ascendente de las aguas subterráneas a través de los poros de un muro de mampostería permeable a través de un proceso llamado capilaridad. La capilaridad es el mismo proceso que permitee la circulación de agua de las raíces del árbol de copas a través de células estrechamente apiladas a pesar de la fuerza de gravedad.

4 CONTROL DE LA HUMEDAD EN EDIFICACIONES TRANSPORTE DE LA HUMEDAD CAPILARIDAD La Capilaridad es un fenómeno natural que se produce por la absorción del agua a través de materiales porosos como lo son todos los materiales de construcción. Así, la humedad contenida en la tierra es absorbida por la cimentación y las paredes. Las consecuencias son: la caída del revestimiento, manchas, mohos, malos olores, salitre, ácaros, etc.

5 HUMEDAD EN EDIFICACIONES TRANSPORTE DE LA HUMEDAD La humedad en los edificios pueden dividirse generalmente en 3 categorías principales, cada una causada por diferentes fenómenos. Las categorías son: el aumento de la humedad, la penetración de la humedad y la condensación. Condensación El aire interior de edificios a menudo incorpora alto contenido de humedad debido a la actividad de los habitantes en la cocina, baño, secar la ropa, filtración de aire, etc. Cuando este aire húmedo se enfría su capacidad para mantener el vapor de agua disminuye y una vez se alcance el punto de rocío, el condensado se deposita en superficies que tengan una temperatura más baja que el aire cargado de humedad. Este condensado es inmediatamente evidente cerámica. en superficies no porosas como el vidrio y la

6 HUMEDAD EN EDIFICACIONES TRANSPORTE DE LA HUMEDAD FILTRACIONES DE AIRE, CONDENSACION Qué pasa?.

7 HUMEDAD EN EDIFICACIONES TRANSPORTE DE LA HUMEDAD La humedad en los edificios pueden dividirse generalmente en 3 categorías principales, cada una causada por diferentes fenómenos. Las categorías son: el aumento de la humedad, la penetración de la humedad y la condensación. Humedad penetrante La humedad penetrante es el término que describe la entrada de agua en las viviendas del edificio a través de sus paredes. El agua puedee empapar a través de las paredes y en niveles que están por encima y por debajo del suelo (flujo agua liquida) Por ejemplo la humedad penetrante puede ser el resultado de defectos de unión entre las ventanas y las paredes o podría ser la combinación de una fuga de agua de lluvia y de tuberías en mal estado apuntando ladrillos dañados o heladas, que ha permitido que la humedad penetre por completo a través de la pared (difusión)

8 HUMEDAD EN EDIFICACIONES TRANSPORTE DE LA HUMEDAD GRAVEDAD (FLUJO DE AGUA LÍQUIDA): Lluvia Fugas de agua Infiltraciones directas

9 HUMEDAD EN EDIFICACIONES TRANSPORTE DE LA HUMEDAD DIFUSIVIDAD: Entre 2 masas de aire con diferente presión de vapor se produce un flujo de vapor para compensar la diferencia de presión. La difusividad es el movimiento del vapor de agua como resultado de la diferencia de presión de vapor a través de un medio poroso. Este depende del tipo de material.

10 DIFUSIVIDAD SICROMETRÍA PRESIÓN DE SATURACIÓN DEL VAPOR DE AGUA EN EL AIRE (p v) Cuando el aire esta saturado de vapor de agua ,03 t+ 235 = v e p para 0 < t < 100 º C (bar) p 6142,83 17,391 t+ 273,15 = v e para -40 < t 0 º C (bar) HUMEDAD RELATIVA (HR) Relación entre cantidad de vapor de agua en el airea y la que tendía si estuviera completamente saturada HR (%) p v HR= 100 pv p v presión parcial del vapor de agua en el aire p v presión de saturación del vapor de agua a la temperatura del aire

11 DIFUSIVIDAD SICROMETRÍA HUMEDAD ESPECÍFICA (x w ) mh2o x w = = m Aire m m v A x w (kg H2 O / kg aire seco ) m H2 O m Aire masa de vapor de agua en el aire masa de aire seco La ecuación anterior, siguiendo la ley del gas ideal, puedee escribirse como: x w Mv pv = 0, 622 M p p A tot v p tot pv p v x w (kg H2 O / kg aire seco ) M v M A peso molecular del agua (18 kg/kmol) peso molecular del aire (29 kg/kmol) p tot presión total del aire húmedo

12 DIAGRAMA SICROMÉTRICO

13 DIFUSIVIDAD SICROMETRÍA Qué pasa cuando aumenta la humedad en los materiales, y que impacto puede tener sobre su desempeño energético?

14 Condiciones ext: t out = -1 ºC HR out = 40 % Condiciones int: t in = 20 ºC HR in = 60 % Poliestireno Expandido e= 5cm Hormigón Armado e= 15cm Al analizar la presión de vapor de agua y de saturación de vapor se puede identificar si existe situación de condensación.

15 Para eliminar el vapor de agua del interior: Ventilar bien la casa para dejar salir el vapor de agua que respiramos las personas y el que se produce en cocinas, baños, etc. Utilizar materiales de construcción que respiren, es decir, que dejen salir el vapor de agua que se genera en el interior de la vivienda. Esto implica la utilización de enfoscados, aislantes y pinturas de poro abierto. Emplear deshumidificadores. También puede captarse la humedad mediante sales como el cloruro de calcio y evaporarse en el exterior en evaporadores solares, pero es necesario que luzca el sol. No generar vapor: no poner la ropa a secar en los radiadores.

16 ENCUENTRO TECHUMBRE-MURO EXTERIOR Situación Convencional Te: 0 ºC Te: 0 ºC Ti: 20 ºC Existe mayor posibilidad de condensación en los encuentre entre diferentes elementos debido a puentes térmicos. TEMPERATURAS Clases de condensación: Mgs Eficiencia Energética. U. Mayor (EECHILE)

17 ENCUENTRO TECHUMBRE-MURO EXTERIOR Situación Convencional Te: 0 ºC Te: 0 ºC Ti: 20 ºC La existencia de puentes térmicas genera mayor flujos de calor FLUJO DE CALOR Clases de condensación: Mgs Eficiencia Energética. U. Mayor (EECHILE)

18 ENCUENTRO TECHUMBRE-MURO EXTERIOR Detalle Constructivo Optimizado Clases de condensación: Mgs Eficiencia Energética. U. Mayor (EECHILE)

19 ENCUENTRO TECHUMBRE-MURO EXTERIOR Situación Optimizada Te: 0 ºC Te: 0 ºC Clases de condensación: Mgs Eficiencia Energética. U. Mayor (EECHILE) Ti: 20 ºC TEMPERATURAS

20 ENCUENTRO TECHUMBRE-MURO EXTERIOR Situación Optimizada Te: 0 ºC Te: 0 ºC Ti: 20 ºC FLUJO DE CALOR Clases de condensación: Mgs Eficiencia Energética. U. Mayor (EECHILE)

21 EJERCICIOS Ejercicio 1: Existen condensación superficial en un vidrio simple en las condiciones indicadas? Datos: h in = 10 (W/m 2 K ) h out = 20 (W/m 2 K) Q Q U = U A T = h A in t in T = h in t in 1. Calcular U de configuración 2. Calcular Q para condiciones dadas 3. Calcular Tvs 4. Determinar si existen condensación t out = -1 (ºC) t in = 25 (ºC) HR in = 50 % (ver resolución de ejemplo entregado) t vs =

22 EJERCICIOS Ejercicio 2: Condensa un termopanel en las condiciones indicadas? Datos: Utotal = 2,8 (W/m 2 K) h in = 10 (W/m 2 K ) h out = 20 (W/m 2 K) 1.. Calcular U de configuración 2. Calcular Q para condiciones dadas 3. Calcular Tvs 4. Determinar si existen condensación t out = -1 (ºC) t in = 20 (ºC) HR in = 50 % (ver resolución de ejemplo entregado) t tp =

23 EJERCICIOS Ejercicio 3: A que HR condensará un termopanel de las características del ej. 2?

24 DIFUSIVIDAD DIFUSIÓN DEL VAPOR DE AGUA ECUACIÓN DE DIFUSIÓN EN UNA SOLUCIÓN CONSTRUCTIVA m& K H 2O Transferencia de masa (kg / s ) Permeanza Global (kg / sm 2 Pa) A Área (m 2 ) p Presión parcial del vapor de agua (Pa) k H2 O d 1 d 2 m m& = K H 2 O A ( p p ) in out El anterior calculo solo se puede realizar con materiales no porosos (e.g. vidrios). p in p out e 1 m& = m& = m& = d e k d e e 2 A ( ) 1 p1 1 H 2 O A ( ) 2 A p2 2 ( p ) bv En el hormigón En la barrera de vapor En el aislante Con materiales porosos, como cualquier configuración constructiva la difusión depende de la: permeabilidad del material (difusividad) la diferencia de presiones de vapor (p)

25 DIFUSIVIDAD DIFUSIÓN DEL VAPOR DE AGUA ECUACIÓN DE DIFUSIÓN EN UNA SOLUCIÓN CONSTRUCTIVA m& K H 2O Transferencia de masa (kg / s ) Permeanza Global (kg / sm 2 Pa) A Área (m 2 ) p Presión parcial del vapor de agua (Pa) k H2 O d 1 d 2 m m& = K H 2 O A ( p p ) in out m& p in p out e 1 m& = m& = m& = d e k d e e 2 A ( ) 1 p1 1 H 2 O A ( ) 2 A p2 2 ( p ) bv En el hormigón En la barrera de vapor En el aislante

26 Analice la siguiente gráfica: Por que existe condensación en el siguiente ejemplo? Condiciones ext: t out = -1 ºC HR out = 40 % Condiciones int: t in = 20 ºC HR in = 60 % Hormigón Armado e= 15cm

27 Analice la siguiente gráfica: Condiciones ext: t out = -1 ºC HR out = 40 % Condiciones int: t in = 20 ºC HR in = 60 % Poliestireno Expandido e= 5cm Hormigón Armado e= 15cm

28 Analice la siguiente gráfica: Condiciones ext: t out = -1 ºC HR out = 40 % Condiciones int: t in = 20 ºC HR in = 60 % Hormigón Armado e= 15cm Poliestireno Expandido e= 5cm Volcanita e= 10mm

29 Analice la siguiente gráfica: Condiciones ext: t out = -1 ºC HR out = 40 % Condiciones int: t in = 20 ºC HR in = 60 % Hormigón Armado e= 15cm Poliestireno Expandido e= 5cm Barrera de vapor Volcanita e= 10mm

30 Analice la siguiente gráfica: Condiciones ext: t out = -1 ºC HR out = 40 % Condiciones int: t in = 20 ºC HR in = 60 % Hormigón Armado e= 15cm Poliestireno Expandido e= 5cm Barrera de vapor Volcanita e= 10mm

31 EVALUACION DE LOS SISTEMAS CONSTRUCTIVOS TRADICIONALES EN LA IX REGION - HORMIGON A LA VISTA - ALBAÑILERIA - MADERA

32 DETALLE CONSTRUCTIVO ESC: 1:5

33 MATERIALES ESPESOR TEMPERATURA (interior/exterior) % HR (interior/exterior)

34 BIBLIOTECA MATERIALES

35 INFORME GENERAL INFORME EN FORMATO WEB

36 HORMIGON ARMADO A LA VISTA Transmitancia térmica total: U = [W/m²K] Condensación Superficial/ Intersticial

37 MEJORAS EN LA CALIDAD DE VIDA DEL HABITANTE

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