Aplicaciones de Termografía en rehabilitación de edificios. Grupo ENEDI. Juan Maria Hidalgo

2ª Jornada de Termografía, Transmitancia Térmica y Eficiencia Energética de Edificios.
Barakaldo, 29 de noviembre de 2013

REHABILITACIÓN DE EDIFICIOS
Problemática de aislamientos y de defectos en la construcción

Juan María Hidalgo Betanzos
Grupo de investigación ENEDI. Energética en la Edificación

1

Termografía y EE en Edificación: Rehabilitación de edificios.

Juan María Hidalgo Betanzos. Grupo ENEDI.
Juanmaria.hidalgo@ehu.es

2

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

2



3

1. ¿QUÉ APORTA LA TERMOGRAFÍA
A LA REHABILITACIÓN?

3




4

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.

4



5


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.
5



6


1.3. OTRAS APLICACIONES
– Infiltraciones de aire, termografía activa combinada con puerta ventilador.

– Mal funcionamiento de algunas instalaciones: eléctricas, calefacción,…

6



7

2. ALGUNOS ERRORES HABITUALES

7


2. ERRORES HABITUALES:


8

2.1. LA EMISIVIDAD

– 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.

3 5 9

– El color NO 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




9

2.1. LA EMISIVIDAD

– 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.

9




10

2.1. LA EMISIVIDAD

ɛ 0,70
10



11

2.1. LA EMISIVIDAD

ɛ 0,80
11




12

2.1. LA EMISIVIDAD

ɛ 0,85
12




13

2.1. LA EMISIVIDAD

ɛ 0,90
13




14

2.1. LA EMISIVIDAD

ɛ 0,95
14




15

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)

Temperatura
aparente

T. aparente reflejada (Tref)




16


16

-30 ºC
Variación de Temperaturas según Temperatura Aparente Reflejada (-30, -10, 0, +10, +20)

16




17


17

-10 ºC

17




18


18

0 ºC

18




19


19

+10 ºC

19




20

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.

20




21

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.

–

21




22

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.

22



23

3. NORMA EUROPEA DE ESTUDIOS IR EN EDIFICACIÓN

EN 13187:1998

23


3. NORMA EN 13187:1998


24

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).
Basada en otras anteriores:
- EN ISO 7345:1987 Thermal insulation - physical quantities and definitions
- EN ISO 9288:1996 Thermal insulation - Heat transfer by radiation

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,...

Para poder determinar causas y efectos se debe cumplir un procedimiento
24


3. NORMA EN 13187:1998


25

3.2. CONDICIONES

Características del sistema medición IR:
Precisión suficiente, resolución y nitidez en la grabación de imágenes.

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

25


3. NORMA EN 13187:1998

-

-

-


26

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,…
26


3. NORMA EN 13187:1998


27

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.
27


3. NORMA EN 13187:1998


28

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.
28


3. NORMA EN 13187:1998

-


29

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.
29


3. NORMA EN 13187:1998

-

-


30

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).
30



4. REHABILITACIÓN DE EDIFICIOS

31


4. REHABILITACIÓN EDIFICIOS:


4.1. EDIFICIOS DE DISTINTOS PERIODOS

Casco viejo: edificios reformado, casuística diversa

T -5°C

32






T -5°C

33






Cuanto
afecta el
Cambio de
material
(Ɛ ladrillo):
Ladrillo

Piedra

T -5°C, ɛ 0,9

34






Ladrillo

Piedra
Cuanto
afecta el
Cambio de
material
(Ɛ piedra):

T -5°C, ɛ 0,7

35





Años 70: anteriores a norma NBE CTE-79.
Casos de calefacción central homogénea.

T -5°C

36






T -5°C

37






T -5°C

38





Años 90 y 2000: norma NBE CTE-79.
Caso de calefacción individual, fachada Oeste

T 0°C

39





Caso de calefacción individual, fach W, interior

T 21°C

40





Caso de calefacción individual, fachada Este

T 0°C

41





Caso de calefacción individual, fach E, interior.
Detalle de cocina, baldosas baja ε… reflejan.

T 21°C

42





Caso de calefacción individual, fach E, interior. Detalle de esquina fría interior

T 21°C

43




4.2. PUNTOS SINGULARES DE LA ENVOLVENTE

Detalle de rejillas de ventilación:

T 15°C

44



45


26.0 °C

Disconfort térmico local vivienda rehabilitada:
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

25

24

23

17.6 °C

17

22.1 °C
26.6 °C

26

16
25

15
24

14
13.7 °C

23.0 °C





Humedades en cara interior de fachadas:
Edificio anterior a CTE, tras su ocupación en cuatro años presenta humedades interiores.

46






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?
T 3°C

47






Ampliar el ESTUDIO con otras herramientas:
- Monitorización de T y HR en espacios con problemas
- Simulación por elementos finitos del puente térmico
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…

48




4.3. ANÁLISIS TERMOGRÁFICO DE VIVIENDAS REHABILITADAS

Edificios años 60:

Estado ACTUAL

Barrio levantado con mismos sistemas y materiales, permite comparación con vecinos sin reformar.

49





Edificios años 60:

Estado REFORMADO

Barrio levantado con mismos sistemas y materiales, permite comparación con vecinos.

50





Edificios años 60:

Estado ACTUAL

T 0°C

51





Edificios años 60:

Estado REFORMADO

T 0°C

52





Edificios años 60:

Estado ACTUAL

T 0°C

53





Edificios años 60:

Estado REFORMADO

T 0°C

54





Edificios años 60:

Estado ACTUAL

T 0°C

55



56

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…

56



57

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

57

Muchas gracias por su atención
Mila esker denoi!
Juan María Hidalgo Betanzos
juanmaria.hidalgo@ehu.es
linkedIN.com/juanmarihidalgo

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

Este trabajo ha sido posible gracias al Programa de Formación de Investigadores del DEUI del Gobierno Vasco,
con su soporte económico como becario predoctoral.

Aplicaciones de Termografía en rehabilitación de edificios. Grupo ENEDI. Juan Maria Hidalgo

Recomendados

Recomendados

Más contenido relacionado

Destacado

Destacado (10)

Similar a Aplicaciones de Termografía en rehabilitación de edificios. Grupo ENEDI. Juan Maria Hidalgo

Similar a Aplicaciones de Termografía en rehabilitación de edificios. Grupo ENEDI. Juan Maria Hidalgo (20)

Último

Último (20)

Aplicaciones de Termografía en rehabilitación de edificios. Grupo ENEDI. Juan Maria Hidalgo