Humedades por condensaciones interiores en edificios anteriores a 1980 - Estudio práctico

¿Cuáles son los problemas habituales de las viviendas anteriores a 1980?

En épocas anteriores, los usuarios habitaban en sus viviendas con unos niveles de confort térmico y salubridad muy diferentes, con muy poca calefacción y un alto grado de infiltraciones a través de carpinterías sin sellado hermético. Eran viviendas frías y con alto nivel de ventilación natural, que curiosamente, podían llegar a evitar los fenómenos de condensación por sí solas.

Estas viviendas, con un uso normal actual pueden tener grandes problemas de condensaciones interiores, olores, microorganismos y manchas en torno a los puntos fríos de la envolvente. Estos problemas se pueden tapar temporalmente con tratamientos, pero la actuación individual suele ser poco eficiente. Además, en muchos casos aumentar la temperatura de calefacción o abrir más las ventanas no consigue solucionarlo. Este estudio desea mostrar un ejemplo de este tipo de problemas y proponer soluciones a estas patologías.

Descripción del estudio

El Área Térmica del Laboratorio de Control de la Calidad en la Edificación del Gobierno Vasco (AT-LCCE) realizó, tras petición del arquitecto hondarribitarra Mikel Puerta, una monitorización térmica en viviendas de un edificio construido en 1972 en Vitoria-Gasteiz. El estudio permitió comprobar la severidad del efecto de pared fría no solo alcanzando valores cercanos a la temperatura de condensación para el ambiente interior, sino llegando a estar por debajo de este valor durante largos periodos de tiempo. Los usuarios ventilaban mediante apertura de ventanas y hacían uso intensivo de la calefacción para poder compensar esta situación. Sin embargo, estas actuaciones se mostraron insuficientes e incluso contraproducentes. El hecho de calefactar demasiado la vivienda combinándose con una importante generación de humedad interior en unas estancias muy estancas, facilitó aún más las condensaciones porque se aumentaba la temperatura superficial interior a la que éstas se producían.

Las mediciones también evidenciaron la alta transmitancia térmica real de los cerramientos de este edificio, careciendo de aislamiento térmico alguno, siendo el valor de la transmitancia cuatro veces superior al valor límite establecido en la actualidad para esta localidad.

Casos como éste, dejan en evidencia que en esta tipología de viviendas no es sencillo alcanzar un confort térmico y un nivel de salubridad mínimo durante el invierno. Para poder conseguirlo, no es suficiente usar la calefacción y ventilar por las ventanas, ya que aparecerán problemas de condensaciones superficiales. Muy probablemente será necesaria una rehabilitación energética de la envolvente del edificio. Además, quizás más importante incluso, es la necesidad de asegurar también un mínimo nivel de ventilación tras la actuación de rehabilitación, instalando equipos adaptados a cada caso.

Monitorización del edificio

El edificio estudiado es lineal, con la orientación principal a norte, sin radiación directa en invierno, y la orientación secundaria a sur, a un patio de manzana compartido con los edificios colindantes. La solución de fachada exterior es de doble hoja con cámara de aire intermedia.

La monitorización se realizó durante 21 días en tres estancias con diferentes niveles de patologías de humedad en viviendas de las plantas 1ª, 3ª y 4ª. Se trataba de estancias de distinto uso: dormitorio, sala de estar y despacho. Se instalaron termohigrómetros en las tres estancias registrando las condiciones ambientales interiores de temperatura (T) y humedad relativa (HR). Por otra parte, para medir la evolución de las temperaturas superficiales en los cerramientos, se instalaron sensores de temperatura superficial en torno a los puntos críticos de la envolvente y puentes térmicos. De esta manera se buscaba conocer las temperaturas más frías de la envolvente y valorar el riesgo de condensaciones por comparación con las temperaturas de rocío interiores. Adicionalmente, para determinar el valor de transmitancia térmica del cerramiento del edificio, se colocó un medidor de flujo de calor en la pared. El registro de todas las lecturas se realizaba cada 10 minutos para hacer un seguimiento detallado de la ventilación y la actividad interior. (Especificaciones de la instrumentación utilizada).

La ejecución de este estudio se hizo siguiendo directrices indicadas por las normas de ensayo aplicables: la norma UNE-EN ISO 13788:2016 [2]y la norma ISO 9869-1:2014 [3].

Resultados de la monitorización

Los registros de temperatura y humedad relativa interior confirmaron el grado de severidad del problema de humedades manifestado por los propios vecinos, coherentes con el tipo de uso de las estancias monitorizadas. Como era previsible el caso más crítico corresponde precisamente al dormitorio, siendo la estancia con mayores niveles tanto de humedad relativa como de temperatura interior debido al número de horas de ocupación continua, la bajada de temperaturas de noche y la desconexión de la calefacción.  

Para determinar el riesgo de condensaciones de los puntos fríos monitorizados, las temperaturas superficiales registradas son comparadas con los valores instantáneos de la temperatura de rocío en el interior. El cálculo de la temperatura de rocío se hace a partir de las lecturas de temperatura y humedad relativa interior hecha por el termohigrómetro [4].

Un hecho que incrementaba la problemática en el dormitorio era que parte del suelo de la primera planta correspondía a un voladizo de casi un metro, de forjado en contacto con el aire exterior. Este punto es por lo tanto un puente térmico, una unión de elementos constructivos y un cambio de geometría con mayor exposición al exterior. A lo largo de todo el periodo monitorizado se comprobó que la temperatura superficial del suelo de la habitación y la temperatura de rocío estaban prácticamente solapadas y que, durante algunas horas, la temperatura superficial estaba por debajo de la temperatura de rocío.

 Aunque el caso del dormitorio era el más extremo, en las otras dos estancias la tendencia era similar, obteniéndose valores cercanos entre las temperaturas superficiales y la correspondiente de rocío. La menos severa fue en salón, que en todo caso presentaba valores de pared muy fríos, entre 5 y 10 ºC por debajo del ambiente interior,  lo que definitivamente afectaba el confort por desbalance térmico local.

Para comprender mejor cómo evolucionan las condiciones interiores, se analiza en más detalle un día tipo de invierno mostrando la evolución de las temperaturas y humedad interiores registradas en el dormitorio.

La noche alcanzó temperaturas mínimas de -2 ºC y se observa que la vivienda estuvo acondicionada entre 14 a 16 ºC y 60 a 65 % de HR. A modo de comparativa se indican los valores instantáneos registrados en torno a las 3 de la madrugada, cuando las temperaturas superficiales por el interior indican 11,7 ºC en fachada, 9,7 ºC en la esquina inferior de un pilar de fachada,  y 6,4 ºC en el suelo, en la franja de voladizo sobre el aire exterior. En ese tiempo, la temperatura de rocío era de 8 ºC. Esta situación crítica de temperaturas superficiales interiores por debajo de la temperatura de rocío se repite a lo largo de las noches. Conviene tener presente que hay un importante aporte de humedad interior por la ocupación de la estancia como muestra la gráfica, acentuándose por la ausencia de ventilación hasta el amanecer.

Estas condiciones son interrumpidas a primera hora de la mañana en que la caída de humedad relativa denota un periodo de ventilación por apertura de ventanas durante unos 40 minutos, tras el cual da inicio el primer tramo de calefacción del día que apoya el descenso de la humedad relativa.

La consigna de calefacción por alta muestra un valor elevado de 26 ºC que aun así no consigue revertir la situación crítica del suelo en riesgo de condensación. Este punto de la habitación solo consigue superar la temperatura de rocío en aquellos instantes en que la propia temperatura exterior está cercana o superior a la de rocío.

Empleando los datos de las tres semanas de medida de las temperaturas superficiales exterior e interior del muro de fachada y el flujo de calor que cruza la pared interior, se determinó la resistencia térmica real del cerramiento (ver procedimiento de cálculo) . El valor obtenido fue R _IN-SITU= 0,61 ± 0,01 m2 KW  cuyo valor inverso, la transmitancia térmica resulta U = 1,62 ± 0,05 W ⁄m2K. Por un lado, este valor obtenido confirma que carece de aislamiento térmico. Por otro lado, este valor es muy elevado, cuatro veces menos aislado que la exigencia establecida por la última actualización del Código Técnico de la Edificación, el DB-HE de 2019[5], que define para Vitoria-Gasteiz una U_LIMITE = 0,41 W/m²K.

Conclusiones: rehabilitación de la envolvente y ventilación mecánica

La mayoría de los edificios residenciales construidos antes de los años ochenta carecen de aislamiento térmico. Estas viviendas tienen grandes dificultades para proporcionar condiciones interiores de confort térmico, salubridad y calidad de aire interior. En las viviendas con orientación o ubicación desfavorables es habitual que tengan condensaciones interiores y patologías asociadas en infinidad de puntos fríos interiores.

La renovación de viviendas con ventanas modernas mucho más herméticas aumenta la estanquidad al aire de su envolvente pero reduce enormemente la entrada de aire exterior que se filtraba a través de las ventanas antiguas. La apertura de ventanas para ventilación natural es imprescindible en estas viviendas, pero su uso ocasional no es suficiente para corregir los problemas de la envolvente. En muchos casos, la combinación de la normal generación de humedad interior (respiración de los usuarios, cocina, duchas, etc.) y unos cerramientos con efecto de pared fría o puentes térmicos, aumentan sensiblemente el riesgo de condensaciones.

En casos graves de fachadas sin aislamiento térmico o con puentes térmicos, se ha comprobado que sólo se consigue evitar la condensación superficial cuando la temperatura exterior aumenta y se calienta el muro. Estos casos graves, prácticamente no se pueden solucionar con más calefacción o ventilación, y requieren una actuación más global o profunda.

Como solución, para poder garantizar la calidad de aire interior y las condiciones de confort térmico en invierno en viviendas construidas con anterioridad a los años ochenta, es imprescindible una actuación global. Esta rehabilitación debería incluir la rehabilitación energética de la envolvente y el aseguramiento de una ventilación mínima adecuada, con equipos de ventilación mecánica acordes a las posibilidades del edificio.

Juan Mari Hidalgo ha participado en la revisión del artículo realizado por Imanol Ruiz de Vergara Ruiz de Azua, Ingeniero Industrial por la Universidad del País Vasco UPV/EHU, Máster en Energías Renovables y Eficiencia Energética y por Carlos García-Gáfaro, Ingeniero Mecánico por la Universidad Industrial de Santander de Colombia, Diploma de Estudios Avanzados en Ingeniería Térmica por la Universidad del País Vasco UPV/EHU, y actual Doctorando en Eficiencia Energética y Sostenibilidad en Ingeniería y Arquitectura de esta misma Universidad.

Todos, miembros del Grupo de investigación ENEDI, de energética en la edificación con diversas publicaciones especializadas. Desde 2013 adscrito al Área Térmica del Laboratorio de Control de Calidad en la Edificación del Gobierno Vasco, según convenio de colaboración.

Referencias

[1]        A. Cuchí and P. Sweatman, “Una visión-país para el sector de la edificación en España. Hoja de ruta para un nuevo sector de la vivienda.,” 2011. [Online]. Available: https://gbce.es/archivos/ckfinderfiles/Investigacion/libro_GTR_cast_postimprenta.pdf.

[2]        UNE-AENOR, “UNE-EN ISO 13788:2016. ‘Características higrotérmicas de los elementos y componentes de edificación. Temperatura superficial interior para evitar la humedad superficial crítica y la condensación intersticial. Métodos de cálculo. (ISO 13788:2012).’” Asociación Española de Normalización UNE, 2016.

[3]        ISO, “ISO 9869-1:2014. ‘Thermal insulation -- Building elements -- In-situ measurement of thermal resistance and thermal transmittance -- Part 1: Heat flow meter method,’” 2014.

[4]        W. Wagner and A. Pruß, “The IAPWS Formulation 1995 for the Thermodynamic Properties of Ordinary Water Substance for General and Scientific Use,” J. Phys. Chem. Ref. Data, vol. 31, no. 2, pp. 387–535, 2002, doi: 10.1063/1.1461829.

[5]        Ministerio de Fomento de España, “Documento Básico HE - Ahorro de Energía,” 20/12/2019, 2019. https://www.codigotecnico.org/images/stories/pdf/ahorroEnergia/DBHE.pdf.