blower door test

Evaluación y cálculo de las infiltraciones de aire

La renovación del aire es necesaria para que en el interior de nuestras viviendas no haya condensaciones. Sin embargo, unas infiltraciones de aire excesivas son causantes de pérdidas energéticas excesivas, encareciendo la factura de climatización.

En este artículo, se muestra la diferencia entre ventilación e infiltración de aire que depende del grado de permeabilidad de la envolvente.

Según un análisis en el sector residencial norteamericano, hasta un tercio del consumo energético por la demanda de climatización es consecuencia de la infiltración del aire.

¿Qué es la infiltración de aire?

A la hora de cambiar puertas y ventanas exteriores pensamos más en el aislamiento térmico, entendido como transmitancia térmica, que en su hermetismo. Sin embargo, ambos conceptos miden cosas distintas.

Una buena ventana puede tener una transmitancia baja de 1,5 W/m²·K y, sin embargo, tener una filtración de aire por causas naturales (viento, orientación) alta como consecuencia de un mal sellado o hermetismo de su marco.

Este concepto de infiltración es, a diferencia de la ventilación mecánica, incontrolable y su valor afecta a los siguientes aspectos:

  • confort térmico
  • calidad del aire interior (protección frente al polvo)
  • aislamiento acústico y térmico

¿Cuáles son los niveles permitidos?

A continuación, se acompañan algunos valores de referencia límites para las infiltraciones de aire. Indicar que las renovaciones de hora por infiltración guardan relación con la ventilación mecánica, pero no debe confundirse con este valor.

Lo normal es tener una tasa de renovación del aire por hora menor a 4. Por otro lado, se considera poco impermeables los edificios unifamiliares cuyo nº de renovaciones de aire a la hora supera 10.

En caso de bloques de viviendas, las tolerancias admisibles son menores (2 y 5 respectivamente).

Métodos de evaluación y cálculo

Ensayo Blower Door Test

El término Blower Door Test (BDT) es la técnica más popular para determinar el nivel de permeabilidad de la vivienda, mediante su presurización o despresurización. En otras palabras, consiste en un test de hermeticidad que permite captar las infiltraciones “descontroladas o indeseadas” de aire que sufre nuestra vivienda y permite estimar su magnitud.

La prueba debe realizarse con todas las puertas y ventanas que dan al exterior cerradas, manteniendo abiertas las puertas interiores. Además, se deberá sellar todas las salidas de aire como mamparas, chimeneas y rejillas de ventilación. Posteriormente, sobre la puerta principal se ubica una lona estanca con uno o varios ventiladores acoplados sobre la misma.

Ensayo

Para iniciar el ensayo es necesario que la diferencia entre la presión del exterior y del interior de la vivienda no supere los 5 Pascales. Una vez que se cumple esta premisa, se enciende el ventilador que comienza a presurizar (o despresurizar) el edificio hasta que la diferencia de las presiones externa e interna alcance los 50 Pascales. Mientras la prueba se ejecuta (duración aproximada de 40 minutos) se van registrando los datos relativos al valor de la presión, temperatura a ambos lados y el flujo del aire generado a través.

Como resultado del ensayo se aplica la siguiente fórmula para conocer el nº de renovaciones a la hora:

n_{50} (ren/h)=\frac{V_{50}[m^{3}/h]}{V[m^{3}]}

Cuanto mayor sea este valor, peor será la hermeticidad del inmueble.

Este ensayo combinado con otras técnicas como el anemómetro y la termografía permiten la detección de los lugares, o zonas, de la envolvente que carecen de estanqueidad, y por las cuales se pierde el calor.

En la imagen de cabecera se muestra la disposición del equipo sobre una ventana, con los sensores y equipos de ventilación para la evaluación de las infiltraciones en ese hueco. Lo habitual es disponer el equipo de ensayo en la puerta principal de la vivienda.

En ensayo Blower Door es un trámite indispensable cuando se quiere solicitar el certificado energético de una casa tipo Passivhaus.

Métodos de cálculo empíricos

Algunos software de simulación energética incorporan modelos de cálculo de las infiltraciones de aire en edificios, entre los cuales se destacan:

Modelo K1, K2, K3

La ganancia o pérdida de la infiltración se puede calcular con este método simplificado que calcula el intercambio de aire por hora según el nivel de hermeticidad, la temperatura de la estancia y la velocidad del viento.

LBL – Lawrence Berkeley Laboratory

Por su parte, el modelo LBL establece unos coeficientes de cálculo de las infiltraciones de aire que dependen de la altura, ubicación y velocidad del viento. La información necesaria para el cálculo es:

  • Altura sobre la que se mide la velocidad del viento
  • Coeficientes del terreno donde se midió el viento
  • Coeficientes con la ubicación del edificio

Modelo Sherman-grimsrud

Este modelo empírico detallado, recomendado por ASHRAE, estima las infiltraciones del área equivalente de grietas y el nivel de protección que el entorno ofrece al edificio. El área equivalente de las grietas se obtiene haciendo el ensayo Blower Door Test.

Medidas para mejorar la hermeticidad

Esto se consigue con ventanas y puertas de buena calidad y correctamente instalados.  Sólo los productos de gama alta – de materiales de buena calidad, con los marcos correctamente soldados e instalados, con perfiles y junquillos resistentes, juntas estancas y herrajes perimetrales – garantizan la hermeticidad a nuestra vivienda.

Algunos edificios terciarios tienen instalado sistemas de ventilación con sobrepresión en algunas estancias, como huecos de escaleras, para minimizar las infiltraciones de aire.

A modo de referencia, el estándar Passivhaus establece una la tasa máxima de renovación del aire de 0,6 ren/h en climas fríos y 1 ren/h para el clima mediterráneo.

¿Puntos donde mejorar el sellado?

Para evitar infiltraciones indeseadas se deberá conseguir sellar los siguientes espacios por orden de importancia (%):

  • Suelo, paredes y cubiertas (31%)
  • Conductos para aire acondicionado o instalaciones anti incencios (29%)
  • Agujeros para fontanería y agua caliente (13%)
  • Puertas (11%)
  • Ventanas (10%)
  • Ventiladores y rejillas de ventilación (4%)
  • Canalizaciones eléctricas con salida al exterior (2%)
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