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Envolvente térmica: qué es y cómo afecta al comportamiento energético de los edificios

La envolvente térmica es el conjunto de superficies del edificio que separa los espacios interiores del ambiente exterior, un edificio vecino, el terreno o espacios no habitables. Para que entiendas mejor el concepto, hemos seleccionado como ejemplo el conjunto residencial Kilstromkaj, en Suecia, diseñado por el equipo de arquitectos suecos Wingardhs. Sirviéndonos de él te explicamos gráficamente de qué trata la envolvente térmica, cómo definirla y sus posibilidades de mejora.

 

¿Qué es la envolvente térmica de un edificio?

envolvente termica
Esquema de volumetrías en forma de maquetas que definen a su vez los límites de las envolventes térmicas de los 3 bloques del proyecto Kilstromkaj: cubiertas, fachadas y suelos.

 

El concepto de envolvente térmica de los edificios es fácil en esencia, pero no lo es tanto a la hora de trazarla correctamente de cara al papel en nuestros proyectos. El CTE la define como “los cerramientos y particiones interiores, incluyendo sus puentes térmicos, que delimitan todos los espacios habitables del edificio o parte del edificio”. Es decir: fachadas, cubiertas, medianeras, suelos de cimentación, límites con garajes, etc. Más adelante te detallaremos cada superficie componente.

 

¿Qué objetivos tiene la envolvente térmica de un edificio?

Es evidente que el peso que tiene el diseño estético exterior de nuestros proyectos es para los arquitectos el factor más importante y determinante. Estos factores son por supuesto objetivos de la envolvente en cuanto a lo social, en el caso de fachadas y cubiertas. Sin embargo, no olvidemos que la envolvente térmica es “la piel del edificio” a través de la cual suceden eventos físicos importantes (escape de vapor de agua, saltos térmicos, infiltraciones de aire). Estos factores son en efecto tan importantes como pueden ser los visuales.

Por tanto, el principal objetivo de la envolvente térmica es la protección de las condiciones en el interior frente a las condiciones exteriores. Este objetivo protector tiene 4 componentes:

  1. Estanqueidad. Barrera frente a cualquier entrada de agua.
  2. Aislamiento térmico y transpirabilidad. Evitar la transmisión de calor y regular la salida de vapor de agua hacia el exterior.
  3. Frente a la carga de viento. El ambiente interior debe estar libre de infiltraciones y corrientes de aire molestas.
  4. Aislamiento acústico. El confort interior también se mide por la ausencia de ruido exterior.

En este sentido, nuestro reto como arquitectos debe ser integrar ambos objetivos físicos y estéticos en la envolvente de nuestros proyectos. De esta forma, conseguimos diseñar edificios de alta calidad, duraderos, sin patologías potenciales y además bonitos.

 

¿Sabemos definir correctamente la línea de envolvente térmica en nuestros proyectos?

El DB-HE “Ahorro de Energía” del Código Técnico de la Edificación en su anexo C marca unas pautas claras sobre el trazado de la envolvente térmica en los edificios. No obstante, te damos las siguientes recomendaciones o pautas a seguir:

  • Excluir de la envolvente térmica todos los espacios no habitables.
  • Los espacios habitables no climatizados (escaleras, portales, corredores) se recomienda que estén dentro de la envolvente térmica. Si se excluyen, hay que aislar las particiones interiores que los limitan.
  • A criterio del proyectista queda la decisión de incorporar o no las superficies destinadas a locales comerciales, en el caso de edificios residenciales. En mi opinión, deberían quedar fuera, por tener distinto perfil de uso.
  • Lo mejor para saber donde tenemos que aislar es usar la “regla del rotulador”. Esta técnica consiste en trazar con un rotulador la línea continua completa alrededor del contorno del edificio. Este contorno marca los límites de la envolvente térmica e indica dónde hay que colocar aislamiento térmico.

 

Aquí te mostramos un extracto del CTE donde trata las posibilidades de delimitación de la envolvente térmica en locales comerciales dentro de edificios residenciales privados:

código tecnico envolvente

En nuestro edificio ejemplo, la envolvente térmica queda definida en sección con la regla del rotulador de la siguiente manera:

linea envolvente

 

¿Por qué es tan importante la envolvente térmica de un edificio?

Envolvente térmica
Edificio A del conjunto residencial Kilstromkaj, en Suecia. Foto: Erika Persson

Básicamente, la envolvente térmica es importante porque es la encargada de preservar nuestro confort dentro de los edificios. Las capas que constituyen la envolvente tienen un valor esencial en el mantenimiento de dicho confort.

En la envolvente del edificio ocurre una transición higrotérmica (temperatura y humedad) desde las condiciones interiores a las exteriores. También puede haber entrada de aire a través de juntas y oquedades mal ejecutadas. Es decir, en el interior de esta piel protectora ocurren cambios físicos que los materiales integrantes deben soportar constantemente a lo largo de los años:

  • Transición gradual de temperaturas interiores a 20-21ºC a exteriores entre 0 y 10ºC en invierno.
  • En verano, una transición de temperaturas interiores a 25ºC a exteriores superiores a 35ºC.
  • Escape ordenado de la humedad del ambiente interior hacia el exterior que evite condensaciones intersticiales.
  • Infiltración posible de aire debido a diferencias de presión entre interior y exterior.

Dependiendo de las características y calidad de los materiales componentes de la envolvente tendremos mayor o menor facilidad de mantener estas condiciones óptimas de los ambientes interiores haciendo barrera con el exterior. Y a su vez, cuanto más fácil sea mantener estas condiciones interiores, mayor es la eficiencia energética del edificio. ¿Por qué? Si tenemos por ejemplo una cubierta sin aislar y con juntas no selladas, el calor escapa fácilmente hacia el exterior y tendremos que recurrir a una calefacción más fuerte para mantener el interior a buena temperatura.

 

Ventajas de la eficiencia energética de la envolvente

Tener una envolvente térmica eficiente es básicamente tenerla bien aislada térmicamente y bien sellada. Los materiales aislantes térmicos lo que hacen es frenar el intercambio térmico entre interior y exterior, tanto en condiciones de invierno como de verano. Por eso, si nuestra envolvente está aislada en toda su continuidad tendrá las siguientes ventajas:

  • Menor gasto en calefacción y aire acondicionado.
  • Ahorro energético ya que el edificio conserva sus condiciones interiores con facilidad.
  • Mayor confort interior, sensación de bienestar.
  • Durabilidad de los materiales de las capas envolventes con el paso del tiempo, cero condensaciones.
  • Disminución de riesgo de enfermedades de los ocupantes.
  • Reducción de las emisiones de CO2 a la atmósfera.

 

¿Cuáles son los elementos de la envolvente térmica de un edificio?

elementos envolvente
Foto: David Valldeby.

 

La envolvente térmica de los edificios se compone de diferentes superficies según la inclinación y orientación de éstas:

  • Cubiertas. Tanto inclinadas como planas, y techos de miradores.
  • Muros.
    • En contacto con el aire exterior. Fachadas en toda su variedad de orientaciones.
    • Paredes en contacto con otros edificios.
    • Con el terreno. Muros de contención y de sótano.
  • Suelos y forjados.
    • En contacto con el aire exterior. Forjados de miradores, voladizos, …
    • Contra el terreno. Soleras y losas de cimentación. También se incluyen los forjados sanitarios.
    • En contacto con local no habitable. Forjados en contacto con locales comerciales, garajes, etc.
  • Particiones en contacto con local no habitable. Aquellos tabiques separadores con locales comerciales en planta baja, por ejemplo, salas de máquinas, almacenes, …

 

¿Cómo se clasifican teniendo en cuenta su comportamiento térmico?

En cuanto a las características prestacionales que pueden llegar a desempeñar desde el punto de vista de la eficiencia energética, se distinguen los siguientes elementos constructivos de la envolvente:

  • Opacos. Compuesto por las superficies opacas: cubiertas, muros, suelos y particiones. Suelen tener un comportamiento térmico bueno.
  • Semitransparentes. Lo componen todos los huecos de ventanas y puertas exteriores. El comportamiento térmico es en general peor que opacos ya que la hoja principal es vidrio. A cambio, nos dan visibilidad al exterior:
    • Ventanas.
    • Puertas.
    • Ventanas de cubierta.
    • Lucernarios.
    • Muros cortina.
  • Puentes térmicos. Los puentes térmicos son aquellas zonas donde ocurre un cambio de plano geométrico o un cambio de composición de materiales en la envolvente del edificio. Por ejemplo: encuentro de forjado con la fachada, encuentro de fachada con cubierta, perímetro de huecos de ventana:
    • Cubierta.
    • Esquinas y rincones.
    • Forjados intermedios.
    • Balcones y vuelos.
    • Muros interiores.
    • Pilares.
    • Huecos.
    • Soleras, muros y forjados sanitarios.

 

¿Cómo mejoramos la envolvente térmica de los edificios?

confort termico
Foto: David Valldeby.

El principal fin a la hora de mejorar la envolvente térmica es la ganancia de confort para sus habitantes y evitar problemas de condensaciones. Y por supuesto, ¡También los grandes ahorros y de consumo energéticos que supone a largo plazo!

Cuando nos enfrentamos a un proyecto de rehabilitación de edificios antiguos, uno de los grandes aspectos a tratar es la mejora de la eficiencia energética. La opción más recomendable para ello es a su vez una mejora de la envolvente térmica. Si actuamos a nivel de envolvente, las demandas de calefacción y refrigeración disminuyen y por tanto no necesitaremos calderas de tanta potencia, por ejemplo.

¿Y cómo se mejora la envolvente térmica? La respuesta es sencilla: asegurando la continuidad de aislamiento térmico en todo su contorno.

Otro tema que también es importante es evitar todo tipo de rendijas y juntas mal selladas, cerrando bien las capas de materiales para evitar infiltraciones de aire no controladas que puedan derivar en disconfort y patologías constructivas.

 

¿Cómo se puede mejorar la envolvente térmica opaca?

La parte opaca de la envolvente se mejora creando una capa continua de aislamiento térmico, lo que aumentará considerablemente la eficiencia energética del edificio. Existen 2 formas de aislar térmicamente: por el interior y por el exterior. Lo más normal en rehabilitación es que aislemos por el exterior. Pero si se trata de edificios con fachada protegida, entonces tendremos que aislar por el interior.

Al aislar de forma continua desaparecen también los puentes térmicos. Por lo tanto, a las ventajas de aislar térmicamente en todo el contorno del edificio se suma la ausencia de puentes térmicos. Los pasos a seguir en tu proyecto de mejora de la envolvente son los siguientes:

  1. Trazar la línea de envolvente térmica con la técnica del rotulador.
  2. Determinar por dónde hay que aislar.
  3. Elegir materiales, espesores y colocación según las necesidades del proyecto.
  4. Asegurarse de que los puentes térmicos quedan también aislados térmicamente.
  5. En fase de obra: cerrar las juntas no selladas.

 

Soluciones de cerramientos acristalados para mejorar la envolvente térmica semitransparente

ventanas envolvente
Foto: Erika Persson.

En cuanto a huecos, es muy importante que elijas sistemas de ventanas y puertas eficientes. También la colocación y tener un buen instalador es esencial, ya que una ventana muy buena, si está mal instalada y tiene fugas de aire, igualmente no nos dará confort ni eficiencia energética. KÖMMERLING cuenta con unos productos excelentes para mejora de la envolvente térmica, calidad apoyada por una red de instaladores cualificados. Para tus proyectos de mejora de la envolvente te recomendamos los sistemas:

Si tienes entre manos un proyecto de eficiencia energética con mejora de la envolvente térmica, ponte en contacto con nuestro departamento de asesoría técnica, ¡Te ayudamos a elegir tu ventana eficiente!

 

Guía - Instalación de la ventana

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Ángela Sisternes García
Arquitecta y diseñadora Passivhaus Certificada. Trabajando desde 2015 por edificios de gran calidad, confort y alta eficiencia.

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