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REHABILITACIÓN DE EDIFICIOS Problemática de aislamientos y de defectos en la construcción
2ª Jornada de Termografía, Transmitancia Térmica y Eficiencia Energética de Edificios. Barakaldo, 29 de noviembre de 2013
Juan María Hidalgo Betanzos Grupo de investigación ENEDI. Energética en la Edificación
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Termografía y EE en Edificación: Rehabilitación de edificios. Problemática de aislamientos y de defectos en la construcción
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0. CONTENIDOS
1. ¿QUÉ APORTA LA TERMOGRAFÍA A LA REHABILITACIÓN?
2. ALGUNOS ERRORES HABITUALES
3. NORMA EUROPEA DE ESTUDIOS IR EN EDIFICACIÓN: EN 13187:1998
4. REHABILITACIÓN DE EDIFICIOS
5. CONCLUSIONES
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1. ¿QUÉ APORTA LA TERMOGRAFÍA A LA REHABILITACIÓN?
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Termografía y EE en Edificación: Rehabilitación de edificios. Problemática de aislamientos y de defectos en la construcción
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1. 1. HERRAMIENTA DE ANÁLISIS PRELIMINAR
– Fuente útil de información, se puede combinar con:
estudios de patologías, ensayos, monitorización energética...
– No es invasiva, accesible a distancia y sin molestias a los habitantes.
– No es destructiva, se puede repetir la medida en distintas condiciones de uso.
1. ¿QUÉ APORTA LA TERMOGRAFÍA A LA REHABILITACIÓN?
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1.2. ¿QUÉ SE PUEDE DETECTAR?
– Irregularidades en los cerramientos, aislamiento, mala ejecución, grietas…
– Puentes Térmicos, son los puntos débiles de la envolvente térmica.
– Humedades incontroladas en los cerramientos.
– Diferencias de ocupación, actividad de los habitantes.
– Elementos estructurales expuestos.
1. ¿QUÉ APORTA LA TERMOGRAFÍA A LA REHABILITACIÓN?
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1.3. OTRAS APLICACIONES
– Infiltraciones de aire, termografía activa combinada con puerta ventilador.
– Mal funcionamiento de algunas instalaciones: eléctricas, calefacción,…
1. ¿QUÉ APORTA LA TERMOGRAFÍA A LA REHABILITACIÓN?
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2. ALGUNOS ERRORES HABITUALES
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– Afecta mucho a las temperaturas aparentes medidas.
– Tenerlo en cuenta siempre
que haya cambios de materiales.
– Especialmente si se realiza una valoración cuantitativa del análisis y antes de emitir
valores concretos de las mediciones.
– El color afecta a la radiación infrarroja…
… El color afecta en el espectro visible y por ello absorben y se calientan de distinta manera.
– Calcular la emisividad de cada material NO es tarea fácil 8
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2.1. LA EMISIVIDAD 2. ERRORES HABITUALES:
3 5 9 NO
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– Calcular la ɛ de cada material NO es tarea fácil. Hay varias maneras:
• Conocer la Temperatura real de la superficie: Ajustar la emisividad en la cámara IR hasta
que la T de la pared coincida con la medición (más exacta).
• Utilizar una cinta adhesiva con ɛ conocida: pegarla a la superficie deseada, esperar a que
se iguale en T, con la ɛ de la cinta, medir su T, y después ajustar la ɛ hasta que su soporte
indique la misma T que la cinta anteriormente.
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2.1. LA EMISIVIDAD 2. ERRORES HABITUALES:
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2.1. LA EMISIVIDAD 2. ERRORES HABITUALES:
ɛ 0,70
+20 ⁰C
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ɛ 0,80
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2.1. LA EMISIVIDAD 2. ERRORES HABITUALES:
+20 ⁰C
ɛ 0,85
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2.1. LA EMISIVIDAD 2. ERRORES HABITUALES:
+20 ⁰C
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ɛ 0,90
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2.1. LA EMISIVIDAD 2. ERRORES HABITUALES:
+20 ⁰C
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ɛ 0,95
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2.1. LA EMISIVIDAD 2. ERRORES HABITUALES:
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T. aparente reflejada (Tref)
Temperatura
aparente
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2.2. TEMPERATURA APARENTE REFLEJADA
Afecta mucho cuando las emisividades de los objetos son bajas.
Se calcula a partir de un objeto que reciba toda la radiación difusa, papel aluminio arrugado (T con Ɛ=1).
Tabla de Temperaturas aparentes según Tref (Ɛ 0,90)
2. ERRORES HABITUALES:
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-30 ºC
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2.2. TEMPERATURA APARENTE REFLEJADA 2. ERRORES HABITUALES:
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Variación de Temperaturas según Temperatura Aparente Reflejada (-30, -10, 0, +10, +20)
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-10 ºC
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2.2. TEMPERATURA APARENTE REFLEJADA 2. ERRORES HABITUALES:
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Variación de Temperaturas según Temperatura Aparente Reflejada (-30, -10, 0, +10, +20)
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0 ºC
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2.2. TEMPERATURA APARENTE REFLEJADA 2. ERRORES HABITUALES:
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Variación de Temperaturas según Temperatura Aparente Reflejada (-30, -10, 0, +10, +20)
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+10 ºC
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2.2. TEMPERATURA APARENTE REFLEJADA 2. ERRORES HABITUALES:
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Variación de Temperaturas según Temperatura Aparente Reflejada (-30, -10, 0, +10, +20)
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2.3. SOLEAMIENTO
La radiación solar llega a los objetos que nos rodean, de dos maneras:
– La radiación difusa global se tiene en cuenta en la Temperatura Aparente Reflejada (Tref)
– La radiación directa, aporta gran cantidad de energía a los objetos.
Por ello, la Temperatura superficial varía y con ella la Temperatura aparente.
– Ej.: 27nov a las 9:30h, despejado, Taire 1°C y fach E.
2. ERRORES HABITUALES:
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2.3. SOLEAMIENTO
La radiación solar llega a los objetos que nos rodean, de dos maneras:
– La radiación difusa global se tiene en cuenta en la Temperatura Aparente Reflejada (Tref)
– La radiación directa, aporta gran cantidad de energía a los objetos.
Por ello, la Temperatura superficial varía y con ella la Temperatura aparente.
– Ej.: 27nov a las 9:30h, cielo despejado y Taire 1°C, fachada S.
2. ERRORES HABITUALES:
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2.3. SOLEAMIENTO
¿Cuanto puede afectar? MUCHO, en 2h de sol de invierno, ha subido 10ºC la T de las fachadas… Las partes sombreadas por vegetación se han calentado de forma parcial.
Y el resto, aún en fachadas norte están afectadas por la radiación difusa, aunque en menor medida.
2. ERRORES HABITUALES:
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3. NORMA EUROPEA DE ESTUDIOS IR EN EDIFICACIÓN
EN 13187:1998
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3.1. FUNDAMENTACIÓN
NORMA EN 13187:1998, Thermal performance of buildings. Qualitative detection of thermal
irregularities in building envelopes. Infrared method (ISO 6781:1983 modificada).
3. NORMA EN 13187:1998
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Define al inicio los principales conceptos y parámetros que participan.
Sus principios son:
- La distribución de T de fachada emite IR que puede medirse a partir de la radiación IR aparente.
- Las diferencias en la temperatura superficial, se pueden deber a:
- Irregularidades en el aislamiento, contenido de humedad, infiltraciones,...
Basada en otras anteriores:
- EN ISO 7345:1987 Thermal insulation - physical quantities and definitions
- EN ISO 9288:1996 Thermal insulation - Heat transfer by radiation
Para poder determinar causas y efectos se debe cumplir un procedimiento
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3.2. CONDICIONES
Características del sistema medición IR: Precisión suficiente, resolución y nitidez en la grabación de imágenes.
3. NORMA EN 13187:1998
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Requisitos para el test: Especificaciones del equipo de medida.
Características de la envolvente del edificio.
Propiedades radiativas de la superficie.
Factores climáticos favorables (∆T >10-15°C, no llubia, no niebla, condiciones similares en horas previas)
Accesibilidad al edificio
Influencia del entorno (Tref)
Otros factores relevantes
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3.3. PROCEDIMIENTO
- Se estudian las partes de la envolvente a analizar:
Materiales, dimensiones de fachadas, orientación.
- Se anotan datos atmosféricos durante la prueba (datos climatológicos)
- Si se van a estudiar las infiltraciones:
Generar depresión >5Pa desde el lado caliente, con el suficiente tiempo para detectar los puntos.
- Se comprueban los efectos de las bocas de ventilación en la envolvente más cercana.
- Se controla el efecto de los sistemas de acondicionamiento, pudiendo apagarse previamente si fuera necesario para evitar interferencias en la medición.
- Se realizan estimaciones del campo de temperaturas de la envolvente, para comprobaciones in situ.
Se apartan si fuera necesario los elementos accesorios que dificulten la inspección, mobiliario,…
3. NORMA EN 13187:1998
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3.3. PROCEDIMIENTO
- La precisión de medida de la Temperatura aparente será del ±10% o de ±0,5°C (la mayor)
- Durante las mediciones se medirán los valores de la Emisividad y la Temperatura aparente reflejada.
- Se comienza con una inspección preliminar y se profundiza en los detalles encontrados.
- En caso de duda con reflejos, se variará la posición de la medición.
En general, al variar la posición se corrigen los reflejos.
- Se señala la ubicación de los puntos de medición y de toma de datos.
- Si las termografías muestran infiltraciones importantes, se debe valorar la medición de su caudal.
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3.4. EVALUACIÓN
- Se determina unas temperaturas de referencia, que pueden calcularse a partir de:
Proyecto original.
Cálculos estacionarios en condiciones similares al promedio.
Simulaciones de frentes de forjado.
Ensayos de laboratorio o in situ.
- En la evaluación se anotan todas las diferencias respecto a la estimación prevista.
- Si las variaciones no pueden explicarse a través del comportamiento energético (instalaciones, envolvente, materiales,… se considerarán defectos constructivos.
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3.4. EVALUACIÓN
- Se identifican algunos defectos habituales a raíz de sus patrones característicos de T.aparente:
Irregularidades por comparación con otros puntos similares en otra posición del edificio.
Secciones frías o calientes por construcción: unión entre distintos materiales, perfilería,…
Puntos fríos o calientes por geometría: esquinas y salientes sobreexpuestos.
Las infiltraciones a través de grietas o uniones de materiales con grandes saltos y formas irregulares.
Falta de aislamiento localizado en un tramo de envolvente.
Presencia anormal de agua con comportamiento inercial mayor.
Los efectos combinados son habituales y han de ser estudiados con mayor detenimiento, se
recomienda variar las condiciones de funcionamiento o climatológicas y repetir un estudio de contraste.
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3.5. INFORME
- Se diferencia entre un informe completo y uno simplificado (reducido).
- El informe completo recoge prácticamente toda la información estudiada durante el test:
Instrumentación empleada.
Documentación del edificio (materiales, orientación, estructura, instalaciones,…)
Fechas y horas de las visitas.
Parámetros radiativos de la envolvente y el entorno.
Condiciones internas (funcionamiento, horario de calefacción, etc).
Condiciones externas (T. aire exterior, precipitaciones, radiación solar, en las 12h anteriores).
Diferencias de presión interior-exterior por fachadas (si se estudian las infiltaciones).
Ubicación de las termografías (indicando la posición relativa con el objeto medido).
Defectos detectados y comparación con partes con funcionamiento correcto.
Otros estudios complementarios realizados, historial de termografías, etc.
…
- Se indican las diferencias respecto a las condiciones óptimas para el estudio IR
(se justifica el incumplimiento de las exigencias o recomendaciones de la norma).
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4. REHABILITACIÓN DE EDIFICIOS
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4.1. EDIFICIOS DE DISTINTOS PERIODOS
Casco viejo: edificios reformado, casuística diversa
4. REHABILITACIÓN EDIFICIOS:
T -5°C
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4.1. EDIFICIOS DE DISTINTOS PERIODOS
Casco viejo: edificios reformado, casuística diversa
4. REHABILITACIÓN EDIFICIOS:
T -5°C
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4.1. EDIFICIOS DE DISTINTOS PERIODOS
Casco viejo: edificios reformado, casuística diversa
4. REHABILITACIÓN EDIFICIOS:
T -5°C, ɛ 0,9
Cuanto afecta el Cambio de material (Ɛ ladrillo):
Ladrillo
Piedra
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4.1. EDIFICIOS DE DISTINTOS PERIODOS
Casco viejo: edificios reformado, casuística diversa
4. REHABILITACIÓN EDIFICIOS:
T -5°C, ɛ 0,7
Cuanto afecta el Cambio de material (Ɛ piedra):
Ladrillo
Piedra
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4.1. EDIFICIOS DE DISTINTOS PERIODOS
Años 70: anteriores a norma NBE CTE-79.
4. REHABILITACIÓN EDIFICIOS:
Casos de calefacción central homogénea.
T -5°C
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4.1. EDIFICIOS DE DISTINTOS PERIODOS
Años 70: anteriores a norma NBE CTE-79.
4. REHABILITACIÓN EDIFICIOS:
Casos de calefacción central homogénea.
T -5°C
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4.1. EDIFICIOS DE DISTINTOS PERIODOS
Años 70: anteriores a norma NBE CTE-79.
4. REHABILITACIÓN EDIFICIOS:
Casos de calefacción central homogénea.
T -5°C
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4.1. EDIFICIOS DE DISTINTOS PERIODOS
Años 90 y 2000: norma NBE CTE-79.
4. REHABILITACIÓN EDIFICIOS:
T 0°C
Caso de calefacción individual, fachada Oeste
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4.1. EDIFICIOS DE DISTINTOS PERIODOS
Años 90 y 2000: norma NBE CTE-79.
4. REHABILITACIÓN EDIFICIOS:
Caso de calefacción individual, fach W, interior
T 21°C
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4.1. EDIFICIOS DE DISTINTOS PERIODOS
Años 90 y 2000: norma NBE CTE-79.
4. REHABILITACIÓN EDIFICIOS:
T 0°C
Caso de calefacción individual, fachada Este
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4.1. EDIFICIOS DE DISTINTOS PERIODOS
Años 90 y 2000: norma NBE CTE-79.
4. REHABILITACIÓN EDIFICIOS:
Caso de calefacción individual, fach E, interior. Detalle de cocina, baldosas baja ε… reflejan.
T 21°C
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4.1. EDIFICIOS DE DISTINTOS PERIODOS
Años 90 y 2000: norma NBE CTE-79.
4. REHABILITACIÓN EDIFICIOS:
Caso de calefacción individual, fach E, interior. Detalle de esquina fría interior
T 21°C
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4.2. PUNTOS SINGULARES DE LA ENVOLVENTE
Detalle de rejillas de ventilación:
4. REHABILITACIÓN EDIFICIOS:
T 15°C
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23.0 °C
26.6 °C
24
25
26
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4.2. PUNTOS SINGULARES DE LA ENVOLVENTE
Disconfort térmico local vivienda rehabilitada:
4. REHABILITACIÓN EDIFICIOS:
T 21°C
22.1 °C
26.0 °C
23
24
25
13.7 °C
17.6 °C
14
15
16
17
Vivienda ampliada con balcón cerrado y aislado.
Con problemas de confort. Estudio IR:
- Espacio estabilizado 12 horas a 26°C.
- Se miden las Temp. interiores y exteriores
- Efecto pared fría (fachada sin aislar)
- Efecto techo frío (forjado de bajocubierta)
- Puentes térmicos en pilar y frentes forjado
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4.2. PUNTOS SINGULARES DE LA ENVOLVENTE
Humedades en cara interior de fachadas:
4. REHABILITACIÓN EDIFICIOS:
T 21°C
Edificio anterior a CTE, tras su ocupación en cuatro años presenta humedades interiores.
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4.2. PUNTOS SINGULARES DE LA ENVOLVENTE
Humedades en cara interior de fachadas:
4. REHABILITACIÓN EDIFICIOS:
T 3°C
Edificio anterior a CTE, tras su ocupación en cuatro años presenta humedades interiores.
T 3°C
No se aprecian puentes térmicos significativos: diferencias ext de 1,5°C, no justifican las humedades.
¿QUÉ PUEDE HACERSE EN ESTOS CASOS?
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4.2. PUNTOS SINGULARES DE LA ENVOLVENTE
Humedades en cara interior de fachadas:
4. REHABILITACIÓN EDIFICIOS:
Edificio anterior a CTE, tras su ocupación en cuatro años presenta humedades interiores.
- Monitorización de T y HR en espacios con problemas
- Simulación por elementos finitos del puente térmico
Ampliar el ESTUDIO con otras herramientas:
Se observó que el aislamiento resultante era inferior al calculado, por ello se enfriaba la envolvente en conjunto.
CUIDADO!! Esto NO se podía detectar sólo con termografía…
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4.3. ANÁLISIS TERMOGRÁFICO DE VIVIENDAS REHABILITADAS
Edificios años 60:
4. REHABILITACIÓN EDIFICIOS:
Barrio levantado con mismos sistemas y materiales, permite comparación con vecinos sin reformar.
Estado ACTUAL
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4.3. ANÁLISIS TERMOGRÁFICO DE VIVIENDAS REHABILITADAS
Edificios años 60:
4. REHABILITACIÓN EDIFICIOS:
Barrio levantado con mismos sistemas y materiales, permite comparación con vecinos.
Estado REFORMADO
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4.3. ANÁLISIS TERMOGRÁFICO DE VIVIENDAS REHABILITADAS
Edificios años 60:
4. REHABILITACIÓN EDIFICIOS:
T 0°C
Estado ACTUAL
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4.3. ANÁLISIS TERMOGRÁFICO DE VIVIENDAS REHABILITADAS
Edificios años 60:
4. REHABILITACIÓN EDIFICIOS:
T 0°C
Estado REFORMADO
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4.3. ANÁLISIS TERMOGRÁFICO DE VIVIENDAS REHABILITADAS
Edificios años 60:
4. REHABILITACIÓN EDIFICIOS:
T 0°C
Estado ACTUAL
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4.3. ANÁLISIS TERMOGRÁFICO DE VIVIENDAS REHABILITADAS
Edificios años 60:
4. REHABILITACIÓN EDIFICIOS:
T 0°C
Estado REFORMADO
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4.3. ANÁLISIS TERMOGRÁFICO DE VIVIENDAS REHABILITADAS
Edificios años 60:
4. REHABILITACIÓN EDIFICIOS:
T 0°C
Estado ACTUAL
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5. CONCLUSIONES (I)
Repaso: ¿QUÉ APORTA LA TERMOGRAFÍA A LA REHABILITACIÓN?
– HERRAMIENTA DE ANÁLISIS PRELIMINAR
• Fuente útil de información, se puede combinar con estudios de patologías, ensayos o monitorización energética.
• No es invasiva, se mide a distancia y se minimizan las molestias a los habitantes.
• No es destructiva, se puede repetir en con distintas condiciones.
– DETECTA:
• Irregularidades en los cerramientos, aislamiento, mala ejecución, grietas…
• Puentes Térmicos, son los puntos débiles de la envolvente térmica.
• Humedades incontroladas en los cerramientos.
• Diferencias de ocupación, actividad de los habitantes.
• Elementos estructurales expuestos.
– APLICACIONES ADICIONALES:
• Infiltraciones de aire, termografía activa combinada con puerta ventilador.
• Mal funcionamiento de algunas instalaciones: eléctricas, calefacción,…
– Y muchas más utilidades…
Juan María Hidalgo Betanzos. Grupo ENEDI. [email protected]
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Termografía y EE en Edificación: Rehabilitación de edificios. Problemática de aislamientos y de defectos en la construcción
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5. CONCLUSIONES (II)
– ES UNA HERRAMIENTA ÚTIL, VERSÁTIL Y ECONÓMICA.
– NO CONVIENE TOMAR CONCLUSIONES PRECIPITADAS
– SON MUY IMPORTANTES LOS PARÁMETROS DEL ENTORNO
– HAY QUE COMPRENDER LOS FENÓMENOS Y CONTRASTAR CON MEDICIONES AÑADIDAS
– ANTE CASOS IMPORTANTES, CONVIENE ASESORARSE CON ESPECIALISTAS DE CONFIANZA
Juan María Hidalgo Betanzos. Grupo ENEDI. [email protected]
REHABILITACIÓN DE EDIFICIOS. Problemática de aislamientos y de defectos en la construcción 2ª Jornada de Termografía, Transmitancia Térmica y Eficiencia Energética de Edificios.
Barakaldo, 29 de noviembre de 2013
Muchas gracias por su atención
Mila esker denoi!
Juan María Hidalgo Betanzos [email protected]
linkedIN.com/juanmarihidalgo
Este trabajo ha sido posible gracias al Programa de Formación de Investigadores del DEUI del Gobierno Vasco, con su soporte económico como becario predoctoral.