Aislacion Termica

COMPENDIO DE NORMAS CHILENAS DE AISLACIÓN TÉRMICA Y ACONDICIONAMIENTO TÉRMICO DE EDIFICIOS

Recopilado con fines educativos por:

Daniel Santibáñez R. Ingeniero Constructor – Universidad Austral de Chile. Diplomado en Eficiencia Energética y Calidad Ambiental en la Construcción. Diplomado en Formulación, Preparación y Evaluación de Proyectos.

Consultas y comentarios a: [email protected]

CONTENIDO Nch 849 Of 87 Aislación térmica - Transmisión térmica - Terminología, magnitudes, unidades y símbolos. Nch 850 Of 83 Aislación térmica - Método para la determinación de la conductividad térmica en estado estacionario por medio del anillo de guarda. Nch 851 Of 83 Aislación térmica - Determinación de coeficientes de la transmisión térmica por el método de la cámara térmica. Nch 852 E Of 71 Acondicionamiento ambiental - Materiales de construcción Determinación de la permeabilidad al vapor de agua. Nch 853 Of 91 Acondicionamiento térmico - Envolvente térmica de Edificios Cálculo de resistencias y transmitancias térmicas. Nch 1070 Of 84 Aislación térmica - Poliestireno expandido - Requisitos. Nch 1071 Of 84 Aislación térmica - Lana Mineral - Requisitos. Nch 1079 Of 77 Arquitectura y Construcción - Zonificación climática habitacional para Chile y recomendaciones para el diseño arquitectónico. Nch 1905 Of 83 Poliestireno expandido - Ensayos. Nch 1960 Of 89 Aislación térmica - Cálculo de coeficientes volumétricos globales de pérdidas térmicas. Nch 1971 Of 86 Aislación térmica - Cálculos de temperaturas en elementos de construcción. Nch 1973 Of 87 Acondicionamiento térmico - Aislación térmica - Cálculo del aislamiento térmico para disminuir o eliminar riesgo de condensación superficial. Nch 1980 Of 88 Acondicionamiento térmico - Aislación térmica - Determinación de la ocurrencia de condensaciones intersticiales. Nch 2251 Of 94 Aislación térmica - Resistencia térmica de materiales de construcción. Nch 2457 Of 2001 Materiales de construcción y aislación - Determinación de la permeabilidad al vapor de agua (humedad). Nch 2727/1 Of 2003 Aislación térmica - Espuma rígida de poliuretano - Parte 1: Requisitos de los sistemas antes de la aplicación in situ. Nch 2727/2 Of 2003 Aislación térmica - Espuma rígida de poliuretano - Parte 2: Requisitos del producto aplicado in situ.

NORMA CHILENA OFICIAL

NCh849.Of87

Aislación térmica - Transmisión térmica - Terminología, magnitudes, unidades y símbolos

Preámbulo El Instituto Nacional de Normalización, INN, es el organismo que tiene a su cargo el estudio y preparación de las normas técnicas a nivel nacional. Es miembro de la INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION (ISO) y de la COMISION PANAMERICANA DE NORMAS TECNICAS (COPANT), representando a Chile ante esos organismos. La norma NCh849 ha sido preparada por la División de Normas del Instituto Nacional de Normalización, y en su estudio participaron los organismos y las personas naturales siguientes: Aislantes AISLAPOL S.A.C. e I. Aislantes Nacionales Ltda. Centro de Ahorro de Energía Comisión Tecnológica del Colegio de Arquitectos Compañía Industrial El Volcán S.A. Dirección General de Metro Empresa Nacional de Electricidad S.A., ENDESA Instituto de Investigaciones y Ensayes de Materiales, IDIEM, Universidad de Chile Instituto Nacional de Normalización, INN Instituto Profesional de Santiago Ministerio de Obras Públicas, Dirección de Arquitectura, MOP

Daniel Longueira S. Walter Bischhoffshausen N. Jaime Hernández M. Carlos Claussen W. Guillermo Knaudt C. Agustín Echeverría de C. Pedro Echeverría B. Mauricio Muñoz C. Roy Levis M. Conrado Berkhoff C. Miguel Bustamante S. Gabriel Rodríguez J. Liliana Anduaga G. Rafael Varleta V. I

NCh849 Ministerio de Vivienda y Urbanismo Universidad del Bío-Bío Universidad de la Frontera Universidad Técnica Federico Santa María

Jaime Arancibia C. Santiago Castillo R. Ariel Bobadilla M. Roberto Goycoolea J. Mario Inostroza D. Pedro Sarmiento M.

El anexo A forma parte del cuerpo de la norma. El anexo B no forma parte del cuerpo de la norma, se inserta sólo a titulo informativo. Esta norma anula y reemplaza a la norma NCh849.Of82, declarada norma chilena Oficial de la República, por Decreto Nº25 del Ministerio de Vivienda y Urbanismo, de fecha 04 de Febrero de 1983. Esta norma ha sido aprobada por el Consejo del Instituto Nacional de Normalización, en sesión efectuada el 21 de Enero de 1987. Esta norma ha sido declarada Oficial de la República de Chile por Decreto Nº61, de fecha 29 de Abril de 1987, del Ministerio de Vivienda y Urbanismo, publicado en el Diario Oficial del 28 de Mayor de 1987.

II

NORMA CHILENA OFICIAL

NCh849.Of87

Aislación térmica - Transmisión térmica - Terminología, magnitudes, unidades y símbolos

0 Introducción En todos los sistemas o elementos en los que se considera un flujo térmico, se supone la existencia de dos superficies isotérmicas bien definidas, entre las que existe una diferencia de temperatura. Se entiende que los fenómenos de flujo térmico se rigen por la Ley de Fourier y que, en general, se consideran en estado estacionario. Las unidades establecidas en esta norma son las del Sistema Internacional de Unidades (SI). Sin embargo, para facilitar el uso de valores tabulados en múltiples publicaciones científicas y técnicas, se ha incluido en anexo B, a título informativo, otras unidades que pueden ser de interés.

1 Alcance y campo de aplicación 1.1 Esta norma establece la terminología básica, magnitudes, unidades y símbolos que dicen relación con los fenómenos de la transmisión de calor en el campo del acondicionamiento térmico. 1.2 Esta norma se aplica a la expresión de valores de transmisión de calor, ya sean éstos obtenidos por medición o por cálculo. 1.3 Esta norma se aplica a los materiales térmicamente homogéneos y elementos compuestos al considerar la aislación térmica especialmente en el diseño de edificios, en la construcción en general, así como en otros proyectos tecnológicos similares. NOTA - Se entiende por material térmicamente homogéneo aquel en que las heterogeneidades son macros cópicamente despreciables.

1

NCh849

2 Referencias NCh31/4 NCh850

Magnitudes y unidades de calor. Aislación térmica - Método para la determinación de la conductividad térmica en estado estacionario por medio del anillo de guarda. Aislación térmica - Determinación de coeficientes de transmisión térmica por el método de la cámara térmica. Acondicionamiento térmico - Envolvente térmica de edificios - Cálculo de resistencias y transmitancias térmicas.

NCh851 NCh853

3 Magnitudes físicas y definiciones NOTA A - Los términos con asterisco no están contenidos en la norma NCh31/4 Magnitudes y unidades de calor. NOTA B - Los términos con subíndice convencionales.

l (lineal) no corresponden a magnitudes físicas reales sino a definiciones Símbolo de la magnitud

Unidad

3.1 calor: cantidad de calor.

Q

J

3.2 capacidad térmica: magnitud definida por la ecuación:

C

J/K

3.3 capacidad térmica específica: capacidad térmica dividida por la masa.

c

J/(kg ⋅ K)

3.4 capacidad térmica específica a presión constante: cantidad de calor necesaria para elevar la temperatura de una masa de fluido unitaria en la unidad de temperatura, a presión constante.

cp

J/(kg ⋅ K)

3.5 capacidad térmica especifica a volumen constante: cantidad de calor necesaria para elevar la temperatura de una masa de fluido unitaria en la unidad de temperatura a volumen constante.

cv

J/(kg ⋅ K)

3.6 coeficiente superficial de transferencia térmica: densidad de flujo térmico a través de una superficie dividida por la diferencia de temperatura entre esa superficie y los ambientes circundantes

h

W/(m2 ⋅ K)

c=

dQ dT

NOTA - Cuando la temperatura de un sistema aumenta en una cantidad dT por la adición de una pequeña cantidad de calor dQ , entonces la cantidad

h= 2

dQ/dT

q Ts - Ta

es la capacidad térmica.

NCh849 Símbolo de la magnitud

Unidad

Λ

W/(m2 ⋅ K)

Λl

W/(m ⋅ K)

λ

W/(m ⋅ K)

σ

W/(m2 ⋅ K4)

NOTA - Ello supone conocer la superficie a través de la cual el calor es transferido, la temperatura de la superficie, Ts , y la temperatura ambiente

Ta (con referencia a convección libre o forzada y radiación

desde superficies circundantes, etc.).

3.7 conductancia térmica*): inverso de la resistencia térmica desde superficie a superficie de un elemento; (nota A) Λ=

1 R

NOTA - La conductancia térmica debe ser denominada conductancia térmica superficial cuando pueda ser confundida con la conductancia térmica lineal (párrafo 3.8).

3.8 conductancia térmica lineal*): inverso de la resistencia térmica lineal desde superficie a superficie de un elemento; (notas A y B). Λl =

1 Rl

3.9 conductividad térmica: cuociente entre la densidad de flujo térmico y el gradiente de temperatura.

λ = q/(- ∂T/∂e) NOTAS 1)

El gradiente de temperatura es el cuociente entre la diferencia infinitesimal de temperatura que se produce cuando el calor cruza perpendicularmente un espesor infinitesimal.

2)

La conductividad térmica varía principalmente con la densidad, la temperatura y la humedad.

3)

Algunos materiales presentan diferencia de conductividad térmica importante según el sentido del flujo térmico (anisotropía).

4)

La conductividad térmica se determina experimentalmente según la norma NCh850.

3.10 constante de Stefan - Boltzmann*): constante de radiación para un radiador integral (cuerpo de ε = 1) (nota A). Su valor es:

σ = (5,6697 ± 0,0029) ⋅ 10-8 W/(m2 ⋅ K4)

3

NCh849 Símbolo de la magnitud

Unidad

q

W/m2

qr

W/m2

ql

W/m

α

m2/s

NOTA - Cuerpo negro es un cuerpo ideal emisor y absorbente perfecto de radiación térmica. Emite el máximo de energía radiante a todas las longitudes de onda, en función de su temperatura, y absorbe todo el flujo radiante incidente.

3.11 densidad de flujo térmico: flujo térmico dividido por el área: q=

dφ dA

NOTA - El término densidad debe ser denominado densidad superficial cuando pueda ser confundido con densidad lineal.

3.12 densidad de flujo radiante*): flujo radiante por unidad de área; (nota A).

qr =

d φr dA

NOTA - La densidad de flujo radiante es proporcional a la cuarta potencia de la temperatura termodinámica:

qr = ε • σ • T 4 en que:

ε

=

emisividad;

σ

=

constante de Stefan - Boltzmann;

T

=

temperatura termodinámica.

3.13 densidad de flujo térmico lineal*): flujo térmico por unidad de longitud; (notas A y B)

qr =

dφ dl

3.14 difusividad térmica: conductividad térmica dividida por la densidad y por la capacidad térmica específica:

α=

λ ρc

NOTAS 1)

Para fluidos la capacidad térmica específica apropiada es cp.

2)

La definición supone que el medio es homogéneo y opaco.

3)

La difusividad térmica es relevante en el estado no-estacionario, y puede ser medida directamente o bien calculada mediante la fórmula señalada más arriba, a partir de cantidades medidas en forma separada.

4

NCh849

4)

Símbolo de la magnitud

Unidad

b

J/(m2 ⋅ K ⋅ s1/2)

Entre otras cosas, la difusividad térmica da cuenta de la respuesta de la temperatura en cierto lugar al interior de un material, a un cambio de temperatura originado en la superficie. Cuanto más elevada es la difusividad térmica del material, tanto más sensible a los cambios de la temperatura superficial resulta la temperatura interior.

3.15 efusividad térmica*): raíz cuadrada del producto de la conductividad térmica por la densidad y por la capacidad térmica específica; (nota A) b= λ ρ c NOTAS 1)

Para fluidos la capacidad térmica específica apropiada es cp.

2)

Esta propiedad resulta relevante en el estado no-estacionario. Puede ser medida o bien calculada mediante la fórmula señalada anteriormente a partir de cantidades medidas en forma separada. Entre otras cosas, la efusividad térmica da cuenta de la respuesta de la temperatura superficial a un cambio de la densidad del flujo térmico en la superficie. Cuando más baja la efusividad térmica del material, tanto más sensible a los cambios superficiales del flujo térmico resulta la temperatura superficial.

3.16 emisividad*): razón entre la radiación térmica desde un área unitaria de superficie de un radiador cualquiera y la radiación desde un área unitaria de un radiador integral (cuerpo negro), a la misma temperatura. Es una magnitud adimensional; (nota A).

ε

3.17 flujo radiante*): energía térmica radiante transferida a un sistema o desde un sistema; (nota A)

φr

W

φ

W

R

m2 ⋅ K/W

φr =

d Qr dt

3.18 flujo térmico: cantidad de calor transferida a un sistema, o desde un sistema, dividida por el tiempo:

φ=

dQ dt

3.19 resistencia térmica*): diferencia de temperatura dividida por la densidad del flujo térmico; (nota A) R=

Ts 2 - Ts1 q

5

NCh849 Símbolo de la magnitud

Unidad

Rs

m2 ⋅ K/W

Rl

m ⋅ K/W

RT

m2 ⋅ K/W

NOTAS 1)

Ts 2 y Ts1 corresponden a las temperaturas superficiales externas de las capas consideradas.

2)

La resistencia térmica se calcula según la norma NCh853 y se determina experimentalmente según la norma NCh851.

3.20 resistencia térmica de superficie*): valor recíproco del coeficiente superficial de transferencia térmica; (nota A) Rs =

1 h

3.21 resistencia térmica lineal*): diferencia de temperatura dividida por la densidad lineal del flujo térmico; (notas A y B) Rl =

Ts 2 - Ts 1 ql

NOTAS 1)

Ts1 y Ts 2 y la extensión longitudinal a lo largo de la cual la densidad lineal del flujo térmico resulta uniforme.

2)

Si en el sistema,

Ello supone conocer las temperaturas de referencia

Ts1 o Ts 2 no son las temperaturas de una superficie sólida sino las de un fluido, entonces debe definirse una temperatura de referencia en cada caso específico (con referencia a convección libre o forzada por radiación desde superficies circundantes, etc.).

3.22 resistencia térmica total*): diferencia de temperatura de aire a aire dividida por la densidad del flujo térmico; (nota A) RT =

T a 2 - T a1 q

NOTAS

Ta 2 y Ta1 corresponden a las temperaturas del aire adyacente en ambos ambientes.

1)

Las temperaturas

2)

Se calcula según la norma NCh853 y se determina experimentalmente según NCh851.

6

NCh849 Símbolo de la magnitud

Unidad

la

r

m ⋅ K/W

3.24 transmitancia térmica*): flujo térmico dividido por el área y por la diferencia de temperatura entre los ambientes circundantes situados a cada lado del sistema; (nota A)

U

W/(m2 ⋅ K)

Ul

W/(m ⋅ K)

3.23 resistividad térmica*): recíproco conductividad térmica; (nota A) r=

U=

de

1 λ

(Ta 2

φ - Ta1 ) A

NOTAS 1)

Ello supone la definición en el sistema, de dos temperaturas de referencia Ta 2 y Ta1 , y de otras condiciones límites.

2)

La transmitancia térmica debe ser reemplazada por la transmitancia térmica superficial cuando puede ser confundida con la transmitancia térmica lineal (párrafo 3.25).

3.25 transmitancia térmica lineal*): flujo térmico dividido por la longitud y por la diferencia de temperatura entre los ambientes circundantes situados a cada lado de un sistema; (notas A y B) Ul =

(Ta 2

φ - Ta1 ) l

NOTAS 1)

Ello supone la definición en el sistema, de dos temperaturas de referencia, Ta 2 y Ta1 y de otras condiciones límites.

2)

El inverso de la transmitancia térmica lineal es la resistencia térmica lineal total entre los ambientes circundantes situados a cada lado del sistema.

7

NCh849

Anexo A Símbolos y unidades Tabla 1 - Símbolos y unidades para otras magnitudes 2

área

A

m

densidad

ρ

kg/m

diámetro

D

m

espesor

e

m

longitud

l

m

masa

m

kg

temperatura Celsius

θ

ºC

temperatura termodinámica

T

K

tiempo

t

s

3

Con miras a evitar confusiones, a menudo resulta necesario el empleo de subíndices o de otras señales de identificación. En estos casos su significado debe ser explícito. No obstante, se recomiendan los siguientes subíndices: Tabla 2 - Subíndices

8

ambiente

a

conducción

cd

convección

cv

contacto

c

espacio de gas (aire)

g

exterior

e

interior

i

longitud

l

presión

p

radiación

r

superficie

s

superficie exterior

se

superficie interior

si

volumen

v

NCh849

Anexo B (Informativo)

Factores de conversión Tabla 3 - Cantidad de calor, Q Q

J

Wh -4

1 J

1

1 Wh

3 600

1 kcal

4 186,8

1 Btu

1 055

*)

kcal

*) *)

-4

-4

2,778 ⋅ 10

2,388 ⋅ 10

9,478 ⋅ 10

1

0,8598

3,412

1,163

1

3,968

0,2931

0,2520

1

*)

Valor exacto.

Tabla 4 - Flujo térmico,

φ

W

1 W

1

1 cal/s

4,1868

1 kcal/h

cal/s

φ

kcal/h

Btu/s

0,2388

0,8598

9,478 ⋅ 10

1

3,6

*)

3,968 ⋅ 10

1,163

0,2778

1

1 Btu/s

1 055

252,0

1 Btu/h

0,2931

0,0699

*)

*)

*)

Btu/h

-4

3,412

-3

14,29

1,102 ⋅ 10

-3

3,968

907,2

1

3 600

0,2520

2,778 ⋅ 10

*)

1

-4

Valor exacto. Tabla 5 - Densidad de flujo térmico, 2

q

2

2

1

1

36 000

13 272

-5

1

0,3687

-5

2,712

1

2

1,163

2,778 ⋅ 10

3,155

7,535 ⋅ 10

2

1 Btu/(h ⋅ ft )

*)

Btu/(h ⋅ ft )

0,8598

41 868

1 kcal/(h ⋅ m )

*)

2

kcal/(h ⋅ m )

2,388

2

1 cal/(s ⋅ cm )

q 2

cal/(s ⋅ cm )

W/m

1 W/m

*)

Btu

*)

0,3170

Valor exacto.

9

NCh849 Tabla 6 - Coeficiente superficial de transferencia térmica, h, conductancia térmica, transmitancia térmica, U

2

1 W/(m ⋅ K) 2

1 W/(cm ⋅ ºC)

2

cm ⋅ º C -4

-5

0,8598

0,1761

*)

1

0,2388

8 598

1 761

*)

4,1868

1

36 000

7 373

-5

1

0,2048

-4

4,882

1

10 000

1,163

1,163 ⋅ 10

5,678

5,678 ⋅ 10

2

Btu h ⋅ ft 2 ⋅ º F

2,388 ⋅ 10

2

1 Btu/(h ⋅ ft ⋅ ºF)

kcal h ⋅ m2 ⋅ º C

1,10

1

41 868

1 kcal/(h ⋅ m ⋅ ºC)

cal s ⋅ cm2 ⋅ º C

W

2

1 cal/(s ⋅ cm ⋅ ºC)

*)

W 2 m ⋅K

Λ, U

h,

Λ,

*)

*)

*)

-4*)

2,778 ⋅ 10

-4

1,356 ⋅ 10

Valor exacto.

Tabla 7 - Resistencia térmica, R, Rs 2

2

1 m ⋅ K/W

*)

5,678

1,163

2,388 ⋅ 10

1

2,778 ⋅ 10

1,356 ⋅ 10

2

0,8598

36 000

1

4,882

2

0,1761

7 373

0,2048

1

2

1 h ⋅ m ⋅ ºC/kcal 1 n ⋅ ft ⋅ ºF/Btu

10

*)

1

h ⋅ ft 2 ⋅ º F Btu

41 868

1 s ⋅ cm ⋅ ºC/cal

*)

h ⋅ m2 ⋅º C kcal

s ⋅ cm2 ⋅ º C cal

m ⋅K W

R, Rs

Valor exacto.

-5

-5

*)

-4

NCh849 Tabla 8 - Conductividad térmica,

W m⋅ K

λ

W cm ⋅ o C

1

W m⋅ K

1

1

W cm ⋅ º C

100

1

cal s ⋅ cm ⋅ º C

418,68

1

kcal h⋅m⋅ºC

1,163

1,163 ⋅ 10

1

Btu s ⋅ ft ⋅ º F

6 231

62,31

1

Btu h ⋅ ft ⋅ º F

1,731

1,731 ⋅ 10

1

Btu ⋅ inn h ⋅ ft 2 ⋅ º F

0,1442

1,442 ⋅ 10

*)

*)

*)

*)

*)

cal s ⋅ cm ⋅ º C -3

λ

Btu s ⋅ ft ⋅ º F

kcal h⋅m ⋅ ºC

-4

0,5778

6,933

-2

57,78

693,3

-2

241,9

2 903

1,866 ⋅ 10

-4

0,6720

8,064

5 357

1

3 600

43 200

-3

1,488

2,778 ⋅ 10

-4

1

12

-4

0,1240

2,315 ⋅ 10

-5

8,333 ⋅ 10

0,01

2,388 ⋅ 10

0,8598

1,605 ⋅ 10

1

0,2388

85,98

1,605 ⋅ 10

1

360

6,720 ⋅ 10

2,778 ⋅ 10

1

14,88

*)

4,1868

-2

Btu ⋅ inn h ⋅ ft 2 ⋅ º F

Btu h ⋅ ft ⋅ º F

*)

-3

-2

4,134 ⋅ 10

-3

3,445 ⋅ 10

*)

*)

-2

1

Valor exacto.

11

NORMA CHILENA OFICIAL INSTITUTO

NACIONAL

DE

NCh

NORMALIZACION

!

849.Of87 INN-CHILE

Aislación térmica - Transmisión térmica - Terminología, magnitudes, unidades y símbolos Thermal insulation - Thermal transfer - Terminology, quantities, units and symbols

Primera edición : 1987 Reimpresión : 1999

Descriptores:

aislación térmica, terminología, unidades, magnitudes, símbolos

CIN COPYRIGHT Dirección Casilla Teléfonos Telefax Web Miembro de

© 1987 : INSTITUTO NACIONAL DE NORMALIZACION - INN * Prohibida reproducción y venta * : Matías Cousiño Nº 64, 6º Piso, Santiago, Chile : 995 Santiago 1 - Chile : +(56 2) 441 0330 • Centro de Documentación y Venta de Normas (5º Piso) : +(56 2) 441 0425 : +(56 2) 441 0427 • Centro de Documentación y Venta de Normas (5º Piso) : +(56 2) 441 0429 : www.inn.cl : ISO (International Organization for Standardization) • COPANT (Comisión Panamericana de Normas Técnicas)

NORMA CHILENA OFICIAL

NCh850.Of83

Aislación térmica - Método para la determinación de la conductividad térmica en estado estacionario por medio del anillo de guarda

Preámbulo El Instituto Nacional de Normalización, INN, es el organismo que tiene a su cargo el estudio y preparación de las normas técnicas a nivel nacional. Es miembro de la INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION (ISO) y de la COMISION PANAMERICANA DE NORMAS TECNICAS (COPANT), representando a Chile ante esos organismos. La norma NCh850 ha sido preparada por la División de Normas del Instituto Nacional de Normalización, y en su estudio participaron los organismos y las personas naturales siguientes: Aislantes AISLAPOL S.A.C. e I. Centro de Estudios, Medición y Certificación de Calidad, CESMEC Ltda. Colegio de Constructores Civiles A.G. Compañía Industrial El Volcán S.A. Instituto de Investigaciones y Ensayes de Materiales, IDIEM, Universidad de Chile Instituto Nacional de Normalización, INN Ministerio de la Vivienda y Urbanismo, MINVU

Universidad Católica de Chile, Depto. de Investigaciones Científicas y Tecnológicas, DICTUC Universidad Católica de Chile, Escuela Construcción Civil

Carlos Büchner O. Alfonso Iruarrizaga H. Francisco Véliz A. Agustín Echeverría de C. Pedro Echeverría B. Miguel Bustamante S. Gabriel Rodríguez J. Francisco Alarcón M. Santiago Castillo R. Hernán Moreno P. Daniel Súnico H. Cristián Castro G. Sergio Mendoza C. I

NCh850 Universidad de Chile, Facultad de Arquitectura y Urbanismo Universidad de Concepción, Facultad de Ingeniería

Morris Testa S. Aldo Moisan J.

Esta norma concuerda en parte con la norma ASTM C 177. Esta norma anula y reemplaza a la norma NCh850.EOf71, Acondicionamiento ambiental térmico - Materiales de construcción - Determinación de la conductividad en aparato de placas térmicas con anillo de guarda, declarada Oficial de la República de Chile, por Decreto Nº717 de fecha 22 de Diciembre de 1971, del Ministerio de Vivienda y Urbanismo. Esta norma ha sido aprobada por el H. Consejo del Instituto Nacional de Normalización, en sesión efectuada el 21 de Enero de 1983. Esta norma ha sido declarada Oficial de la República de Chile por Decreto Nº58, de fecha 29 de Abril de 1983, del Ministerio de Vivienda y Urbanismo.

II

NORMA CHILENA OFICIAL

NCh850.Of83

Aislación térmica - Método para la determinación de la conductividad térmica en estado estacionario por medio del anillo de guarda

1 Alcance y campo de aplicación 1.1 Esta norma establece un procedimiento para la determinación de la conductividad térmica, bajo régimen de flujo estacionario por el método del anillo de guarda. 1.2 Esta norma se aplica a materiales homogéneos especialmente usados en la construcción como aislantes térmicos y cuyas características de densidad, humedad y temperatura media sean conocidas. 1.3 El método establecido en esta norma sólo es útil para la determinación de la conductividad térmica a temperaturas comprendidas entre los 273 K (0ºC) y 373 K (100ºC) aproximadamente.

2 Referencias NCh849 NCh-ISO 31/4

Aislación térmica - Transmisión térmica - Terminología, magnitudes, unidades y símbolos. Magnitudes y unidades de calor.

3 Terminología Los términos empleados en la presente norma se encuentran en la NCh849.

1

NCh850

4 Resumen del método 4.1 Principio Una placa metálica (placa caliente, generalmente de forma cuadrada o circular) provista de calefacción eléctrica, está rodeada de otra placa, en forma de marco, (anillo de guarda) que puede ser calentada independientemente. Dos probetas del material en prueba de iguales dimensiones y de caras planas y paralelas se colocan a cada lado de las placas calientes. Dos placas metálicas, refrigeradas por corriente de agua u otro líquido (placas frías), se encuentran ajustadas a las caras frías de las probetas. El conjunto forma una especie de emparedado en íntimo contacto. Al efectuar un ensayo, el anillo de guarda es mantenido a la misma temperatura que la placa caliente; por consiguiente, hay el mismo gradiente de temperatura en el material que se encuentra junto a él, que en la proximidad de la placa caliente. En estas condiciones, el flujo térmico es perpendicular con respecto a las superficies. Además, no hay pérdida de calor en los bordes de la placa caliente. Al llegar al régimen estacionario, se determina el flujo térmico ( φ = potencia eléctrica disipada en la placa caliente) que atraviesa el área correspondiente de las dos probetas y el gradiente medio de temperatura a través de éstas. La conductividad térmica del material se calcula según fórmula (1):

λ=

φ ⋅e 2 A(T2 − T1 )

(1)

en que:

λ

=

conductividad térmica, W/(m ⋅ K) (nota 1);

φ

=

potencia eléctrica, W, disipada en la placa caliente;

e

=

espesor, m, promedio de ambas probetas;

A

=

área, m2, de la placa de calentamiento, correspondiente al área promedio entre la superficie de la placa caliente y la de la abertura central del anillo de guarda;

T2 T1

=

temperaturas de las caras calientes y frías, respectivamente (K).

NOTA - La conversión a otras unidades se encuentra en el anexo de la NCh849.

2

NCh850 4.2 Significado El método permite determinar la conductividad térmica en probetas de materiales de construcción, en particular, de aislantes térmicos y de otros materiales, en forma de planchas, siempre que su coeficiente de transmisión térmica no exceda 60 W/(m2 ⋅ K) y que el espesor de las probetas cumpla con los requisitos de 6.1. Los resultados de las mediciones de la conductividad térmica, son aplicables sólo a las muestras en las condiciones en que han sido ensayadas; por esto es indispensable indicar las características de los materiales sometidos a ensayo. La conductividad térmica del material puede variar debido a: a) variaciones de material en las probetas; b) diferencias en el contenido de humedad; c) alteraciones sufridas por variaciones de temperaturas; d) otras causas. NOTA - Algunos materiales no son isótropos con respecto a la conductividad térmica, circunstancia que debe tomarse en cuenta para su aplicación en los informes que de ellos se haga (9.1).

5 Aparato 5.1 El esquema del aparato de placas térmicas con anillo de guarda, está representado en la figura 1.

3

NCh850

Figura 1 - Esquema del aparato de placas térmicas con anillo de guarda

4

NCh850 5.1.1 En general, las placas son de forma cuadrada o circular. 5.1.2 La unidad de calentamiento consta de la sección central (sección de medición) y de la sección de guarda. Cada una de las secciones consiste en un calentador y dos placas de superficie. 5.1.3 En el diseño de los calefactores y dispositivos de refrigeración se tendrán en cuenta las temperaturas a las cuales deben usarse y las capacidades adecuadas al uso previsto.

5.2 Acabado de las superficies 5.2.1 Las superficies de las unidades de calefacción y refrigeración serán planas, con desviación no superior a 0,3 mm/m. NOTA - Para comprobar la desviación del plano, se usa una regla de acero aplicada sobre la superficie. Mirando hacia una fuente luminosa, cuyos rayos estén rozando la superficie, pueden observarse desviaciones hasta de 0,03 mm.

5.2.2 Las superficies de todas las placas estarán sometidas a un tratamiento de modo que su emisividad total sea superior a 0,8 a la temperatura de ensayo. 5.3 La separación entre la sección central y la sección de guarda, no será superior a 3 mm. NOTA - En todo caso, el área entre ambas secciones no será superior al 6% del área de la sección central (de medida).

5.4 La unidad de calentamiento (placas caliente y de guarda) serán, preferiblemente, de cobre y estarán provistas de calefactores eléctricos. La separación entre los arrollamientos de calefacción en la placa caliente y en el anillo de guarda, no será superior a 20 mm, siempre que estas placas sean de cobre. En caso contrario, la separación entre arrollamientos será de 3 mm, aproximadamente. 5.5 Las placas frías tendrán un área igual a la de la unidad de calentamiento. Serán de metal de alta conductividad térmica y refrigeradas.

5.6 Dispositivos de medición de temperaturas 5.6.1 La temperatura superficial de la unidad de calentamiento en la sección central, se medirá con termopares, instalados en número igual o superior a 10 A con un mínimo de 2 (A = área, en m2 de la placa de superficie central) en cada una de las placas de superficie. Un número igual de termopares se instalará en las placas de superficie de la unidad de refrigeración, en la posición similar correspondiente que las enfrenta. 5.6.2 La disposición de los termopares, indicada en 5.6.1 servirá para medir la diferencia de temperaturas a través de las probetas de caras planas y paralelas de conductividad térmica inferior a 10 W/(m2 ⋅ K). En probetas rígidas, podrán usarse termopares instalados en la superficie de las probetas. 5

NCh850 5.6.3 Para medir la diferencia de temperaturas entre la sección central y la de guarda, los puntos de medida se distribuirán en forma que registren la distribución periférica de la temperatura de la sección central. 5.6.4 La medición de las temperaturas podrá efectuarse en forma individual, o bien, diferencial. Para la medición de diferencias de temperaturas, los termopares se conectarán de modo que formen un par termoeléctrico diferencial. 5.6.5 Las mediciones de temperaturas se realizarán con sensibilidad no inferior a ± 0,1 K (± 0,1ºC). NOTA - La medición de temperaturas puede estar dificultada por las causas siguientes: a)

distorsión del flujo térmico por el termopar mismo;

b)

mala ubicación de la soldadura del termopar;

c)

falta de homogeneidad del material, en el lugar en que se encuentra la soldadura del termopar.

5.6.6 Los termopares usados para la medición de temperaturas de las placas. se confeccionarán con alambres de diámetros inferiores a 0,6 mm y para la medición de temperaturas de la superficie de las probetas, se usarán alambres de diámetro inferior a 0,3 mm. 5.6.7 Para medir la fuerza electromotriz de los termopares, se usará un sistema potenciométrico o galvanométrico con sensibilidad mejor que 1 µV, u otro instrumento equivalente.

5.7 Aislación de los bordes 5.7.1 Para restringir las pérdidas de calor por los bordes exteriores de la sección de guarda y de las probetas, se aplicará una aislación adecuada. También podrá instalarse un dispositivo que permita regular la temperatura del aire en contacto con estas partes del aparato, de modo que se reduzcan las pérdidas de calor. El coeficiente de aislación térmica mínima (M) de la aislación se calculará según la fórmula (2).

M=

0,005 x g ⋅λ

   Tm - Ta  + y   (4x + 2y) ⋅   ∆T   

en que:

6

M

=

coeficiente de aislación térmica mínima, m2 ⋅ K/W;

x

=

espesor medio de las probetas, mm;

y

=

espesor, mm, de la unidad de calentamiento;

g

=

longitud, mm, del lado exterior (o diámetro) del anillo de guarda;

λ

=

conductividad térmica, W/(m ⋅ K) de la probeta;

Tm

=

temperatura media, ºC, de la probeta;

(2)

NCh850 Ta

=

temperatura, ºC, del aire alrededor del aparato;

∆T

=

diferencia de temperaturas, ºC, a través de las probetas.

NOTA - Como

M

aumenta con la diferencia de temperaturas

Tm − Ta , conviene que ésta sea muy pequeña

a fin de reducir las pérdidas por los bordes del aparato.

5.8 Caja protectora 5.8.1 Conviene usar una caja protectora que rodee el aparato de placas térmicas. Esta caja puede proveerse de un dispositivo que permita mantener la temperatura interior deseada. NOTA - Si los ensayos se ejecutan a temperaturas que difieren mucho de la del ambiente, es indispensable usar caja protectora, en particular, para evitar condensaciones de vapor de agua.

6 Preparación de las probetas 6.1 Tamaño Preparar dos probetas de cada muestra que sean lo más idénticas posibles, con un espesor suficiente par que representen realmente el promedio de la muestra y de un tamaño tal que alcancen a cubrir completamente la unidad de calentamiento. Cuidar que la relación entre el espesor máximo de la probeta y las medidas lineales mínimas de la placa de guarda, cumplan los requisitos de la tabla. Tabla - Relación entre espesor máximo de la probeta y las dimensiones mínimas de la placa de guarda Espesor máximo de la probeta

Dimensiones mínimas de la placa de guarda

mm

Sector unidad de calentamiento central mm

Ancho del anillo de guarda (que rodea la parte central) mm

33

100

50

50

150

75

63

300

75

85

300

115

100

300

150

6.2 Acabado de las caras Terminar las superficies de los materiales dejándolas, en lo posible, perfectamente planas. Para materiales rígidos, las caras deben quedar planas dentro de ± 0,3 mm/m.

7

NCh850 6.3 Peso y secamiento Determinar el peso de las probetas, antes y después de secarlas hasta peso constante, en una estufa ventilada, entre 374 K (101ºC) y 394 K (121ºC) (Nota). A partir de los pesos así determinados, calcular el porcentaje de humedad que corresponde al momento de recepción de los materiales. Inmediatamente después de la última pesada, colocar las probetas en el aparato, teniendo cuidado de evitar todas las pérdidas de material y la absorción de humedad. NOTA - Un material que se altera al calentarlo hasta 101 ºC, se seca en un secador a una temperatura entre 55 ºC y 60 ºC.

6.4 Dimensiones lineales de las probetas Determinar las dimensiones lineales de las probetas al final del ensayo y, a partir de estos datos, calcular su volumen; con el peso determinado en 6.3 y el volumen, calcular la densidad de las probetas.

6.5 Probetas de material suelto de relleno Tomar una porción representativa de la muestra, poco mayor a la necesaria para el ensayo. Pesar y secar esta porción, de acuerdo con 6.3. Pesar la cantidad de material exactamente requerida para llenar los espacios a ambos lados de la unidad de calentamiento. Inmediatamente después de la pesada, colocar el material en los espacios previstos, protegiéndolo contra la absorción de humedad. Un anillo de cartón rígido u otro elemento similar hará las veces de contenedor del material en prueba.

7 Procedimiento 7.1 La diferencia de temperatura a través de las muestras no será inferior a 5 K (5 ºC), ni superior a 15 K (15 ºC), la cual, una vez establecida, no debe variar en ± 0,5% por hora.

7.2 Energía suministrada Regular en lo posible automáticamente el suministro de energía eléctrica a la placa caliente, de modo que ésta pueda ser medida con precisión de ± 0,5%, y que las fluctuaciones de tensión no produzcan una variación mayor en la diferencia de temperaturas que la señalada en 7.1. Del mismo modo, regular (de preferencia automáticamente) el suministro de energía eléctrica a la placa de guarda, de modo que no se produzcan variaciones con respecto a la temperatura de la placa caliente.

8

NCh850 7.3 Etapa previa Ajustar las temperaturas de las placas frías, de modo que las diferencias de temperaturas a través de ambas probetas no sean superiores al 1%. Las temperaturas de las placas frías no deben variar, en el lapso de 1 h, en más de 0,5% de la diferencia de temperaturas entre placas calientes y frías.

7.4 Etapa principal Después de llegar al régimen estacionario, continuar con el ensayo, efectuando las lecturas necesarias para determinar: las diferencias de temperaturas a través de las probetas, las temperaturas de las placas calientes y frías, el equilibrio térmico entre la placa caliente y el anillo de guarda y la potencia eléctrica suministrada a la sección central del aparto. Efectuar estas determinaciones a intervalos no menores de 30 min, hasta que cuatro series de lecturas consecutivas, proporcionen valores de conductividad térmica que no difieran entre sí, en más del 1%. 7.5 Al término del ensayo, medir sin demora, el espesor de las probetas y determinar su peso.

8 Expresión de resultados 8.1 Cálculo 8.1.1 Calcular la conductividad térmica λ del material en examen según fórmula (1). 8.1.2 Calcular los datos siguientes, según fórmulas (3) a (6). 8.1.2.1 Contenido de humedad del material al recibirlo:

H=

m1 − m 2 ⋅ 100 m2

(3)

8.1.2.2 Densidad aparente del material seco, al ensayarlo:

ρ=

m3 V

(4)

8.1.2.3 Humedad recuperada por el material durante el ensayo, referida al peso en seco:

Hρ =

m 4 − m3 = 100 m3

(5)

9

NCh850 8.1.2.4 Humedad recuperada por el material durante el ensayo, referida al volumen en seco:

Hv =

m 4 − m3 10V

(6)

en que:

H = humedad contenida en el material al recibirlo, en % del peso en seco;

ρ

=

densidad aparente, kg/m3, del material seco, al ensayarlo;

H p = humedad recuperada por el material durante el ensayo, en % de su peso en seco;

H v = humedad recuperada por el material durante el ensayo, en % de su volumen en seco;

V

=

volumen, m3, ocupado por el material de las probetas, al ensayarlo;

m1 = masa, kg, del material al recibirlo; m 2 = masa, kg, del material después de secarlo; m3 = masa, kg, del material seco de las probetas; m 4 = masa, kg, del material de las probetas, inmediatamente después del ensayo.

9 Informe 9.1 En el informe se indicará como mínimo lo siguiente: a) identificación completa del material ensayado y posición en el ensayo (nota 2); b) espesor de las probetas al ensayarlas; c) procedimiento y temperatura de secamiento; d) densidad, en kg/m3, del material seco, al ensayarlo; e) humedad contenida en el material, en % del peso en seco al ensayarlo; f)

humedad recuperada por el material durante el ensayo, en % de su peso y/o de su volumen en seco;

g) gradiente de temperatura, K/m (ºC/m), a través del material; h) temperatura media, ºC, del material, durante el ensayo; i) 10

densidad de flujo térmico, W/m2, a través de las probetas;

NCh850 j)

conductividad térmica, W/(m ⋅ K) ó W/(m ⋅ ºC) de las probetas;

k) orientación del plano de la probeta: vertical u horizontal; l)

aislación térmica de los bordes;

m) temperatura del aire alrededor de las placas térmicas. 9.2 Cuando corresponda, el informe se acompañará de una representación gráfica de los resultados. En estos gráficos se expondrá la conductividad térmica en función de las temperaturas medias y/o de las densidades del material en prueba. 9.3 Al final del informe se colocará la siguiente aclaración, según corresponda: a) este ensayo se ha realizado conforme íntegramente con la norma NCh850; b) este ensayo se ha realizado conforme con la norma NCh850 excepto en los siguientes puntos: (se describen los puntos de discrepancia o no coincidencia).

11

NORMA CHILENA OFICIAL INSTITUTO

NACIONAL

DE

NORMALIZACION

NCh !

850.Of83 INN-CHILE

Aislación térmica - Método para la determinación de la conductividad térmica en estado estacionario por medio del anillo de guarda Thermal insulation - Method for the determination of the thermal conductivity in steady-state by means of the guardedring

Primera edición : 1983 Reimpresión : 1999

Descriptores:

aislación térmica, ensayos, conductividad térmica

CIN COPYRIGHT Dirección Casilla Teléfonos Telefax Web Miembro de

© 1983 : INSTITUTO NACIONAL DE NORMALIZACION - INN * Prohibida reproducción y venta * : Matías Cousiño Nº 64, 6º Piso, Santiago, Chile : 995 Santiago 1 - Chile : +(56 2) 441 0330 • Centro de Documentación y Venta de Normas (5º Piso) : +(56 2) 441 0425 : +(56 2) 441 0427 • Centro de Documentación y Venta de Normas (5º Piso) : +(56 2) 441 0429 : www.inn.cl : ISO (International Organization for Standardization) • COPANT (Comisión Panamericana de Normas Técnicas)

NORMA CHILENA OFICIAL

NCh851.Of83

Aislación térmica - Determinación de coeficientes de transmisión térmica por el método de la cámara térmica

Preámbulo El Instituto Nacional de Normalización, INN, es el organismo que tiene a su cargo el estudio y preparación de las normas técnicas a nivel nacional. Es miembro de la INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION (ISO) y de la COMISION PANAMERICANA DE NORMAS TECNICAS (COPANT), representando a Chile ante esos organismos. La norma NCh851 ha sido preparada por la División de Normas del Instituto Nacional de Normalización, y en su estudio participaron los organismos y las personas naturales siguientes: Aislantes Aislapol S.A.C. e I. Centro de Estudios, Medición y Certificación y Calidad, CESMEC Ltda. Colegio de Constructores Civiles A.G. Compañía Industrial El Volcán S.A. Instituto de Investigaciones y Ensayes de Materiales, IDIEM, Universidad de Chile Instituto Nacional de Normalización, INN Ministerio de Vivienda y Urbanismo, MINVU

Universidad Católica de Chile, Depto. de Investigaciones Científicas y Tecnológicas, DICTUC

Carlos Büchner O. Alfonso Iruarrizaga H. Francisco Véliz A. Pedro Echeverría B. Agustín Echeverría Miguel Bustamante S. Gabriel Rodríguez J. Francisco Alarcón M. Santiago Castillo R. Hernán Moreno P. Daniel Súnico H. Cristian Castro G. I

NCh851 Universidad Católica de Chile, Escuela de Construcción Civil Universidad de Chile, Facultad de Arquitectura y Urbanismo Universidad de Concepción, Facultad de Ingeniería Universidad Técnica Federico Santa María

Sergio Mendoza C. Morris Testa S. Aldo Moisan J. Jaime Espinoza S.

Esta norma se estudió para actualizar las especificaciones de la norma NCh851. Esta norma concuerda en parte con la norma ASTM C 236. Esta norma anula y reemplaza a la norma NCh851.Of71 Acondicionamiento ambiental térmico - Materiales de construcción - Determinación de la conductancia y transmitancia en cámara térmica, declarada Oficial de la República, por Decreto Nº 802 del Ministerio de Vivienda y Urbanismo, de fecha 23 de diciembre de 1971. Esta norma ha sido aprobada por el H. Consejo del Instituto Nacional de Normalización en sesión efectuada el 21 de enero de 1983. Esta norma ha sido declarada Oficial de la República de Chile por Decreto Nº 58, de fecha 29 de abril de 1983, del Ministerio de Vivienda y Urbanismo.

II

NORMA CHILENA OFICIAL

NCh851.Of83

Aislación térmica - Determinación de coeficientes de transmisión térmica por el método de la cámara térmica

1 Alcance y campo de aplicación 1.1 Esta norma establece un método que permite determinar, experimentalmente, los coeficientes de transmisión térmica por el método de la cámara térmica. 1.2 Esta norma se aplica especialmente a elementos empleados en la construcción de edificios. 1.3 El método es útil para medir probetas razonablemente representativas de los elementos constructivos o componentes, que normalmente tengan caras planas y paralelas. 1.4 El método usado en la presente norma, se diferencia del método del anillo de guarda descrito en NCh850, en que admite probetas de elementos de construcción no homogéneos tales como muros, tabiques, antepechos, hojas de puertas, elementos vidriados u otros similares. 1.5 El método es aplicable a elementos, o componentes cuya densidad aparente, temperatura media y contenido de humedad puedan ser conocidos y especificados.

2 Referencias NCh31/4 - ISO 31/4 NCh849 NCh850

Magnitudes y unidades de calor. Aislación térmica - Transmisión térmica - Terminología, magnitudes, unidades y símbolos. Aislación térmica - Método para la determinación de la conductividad térmica en estado estacionario por medio del anillo de guarda. 1

NCh851

3 Terminología Los términos empleados en esta norma se encuentran en la NCh849.

4 Resumen del método 4.1 Principio El flujo térmico producido y determinado eléctricamente en la cámara de medición, atraviesa una sección medida de la probeta, la que se encuentra entre la cámara de medición y un recinto refrigerado (cámara fría). Para evitar pérdidas laterales de calor, o sea, para asegurar que toda la energía térmica producida pase por la probeta, los costados de la cámara de medición se encuentran rodeados por otra cámara mayor, la cámara de guarda. Esta se mantiene a la misma temperatura que la cámara de medición, no existiendo así, un gradiente de temperatura que pudiera causar flujo térmico lateral. Determinando la potencia eléctrica disipada (φ = flujo térmico), el área (A) de la sección atravesada por el calor y la diferencia de temperaturas entre cara caliente (T2) y fría (T1) de la probeta, se calcula el coeficiente de transmisión térmica (Ke por la fórmula (1). Ke=

φ A(T2 - T1 )

(1)

Con los mismos datos de potencia disipada y área, pero considerando la diferencia de temperaturas del aire entre el lado caliente (Ta2) y el lado frío (Ta1) de la probeta, se calcula el coeficiente de transmisión térmica global K por medio de la fórmula (2). K=

φ A (Ta 2 - Ta1 )

(2)

5 Principios generales del método 5.1 Régimen estacionario 5.1.1 Para la determinación de los coeficientes de transmisión del calor según fórmulas (1) y (2), se mantendrán invariables todas las magnitudes sometidas a medición (potencia eléctrica, flujo térmico ( φ ), área (A) y diferencias de temperaturas), pues es necesario que el régimen de flujo térmico sea estacionario. 5.1.2 Se establecerá y mantendrá una diferencia estacionaria de temperaturas a través de la probeta ensayada, durante un lapso tal que permita efectuar la medición del flujo térmico y diferencias medias de temperaturas requeridas.

2

NCh851 5.2 Flujo térmico ( φ ) El flujo térmico que atraviesa la probeta, se producirá eléctricamente en la cámara de medición . Se medirá la potencia eléctrica disipada convertida en energía térmica, en la cámara de medición. 5.2.1 Con el fin de evitar todo intercambio de calor entre la cámara de medición y su envolvente, que no sea el flujo térmico a través de la probeta, se mantendrá la cámara de guarda a la misma temperatura que la cámara de medición, (Ver nota). NOTA - En la práctica, no siempre es posible lograr que la diferencia de temperaturas a través de las paredes de la cámara de medición sea igual a cero. Por esta razón, conviene equipar las paredes de la cámara de medición con pares termoeléctricos, transformándolos en un medidor de flujo térmico, disposición que permite medir el flujo térmico a través de las paredes y aplicar las correcciones correspondientes.

5.3 Pérdidas laterales de calor Para evitar que la parte de la probeta que se encuentra fuera del área de la cámara de medición, distorsione el flujo térmico, se elegirá un área de guarda suficientemente grande, a fin de obtener un flujo térmico uniforme en toda el área de medición.

6 Aparato 6.1 Disposición 6.1.1 La cámara térmica consta de tres cámaras, que son cajas abiertas por uno de sus lados: a) cámara de medición, cuya abertura determina el área de medición; b) cámara de guarda; caja de dimensiones mayores, que rodea la cámara de medición por sus cinco costados; y c) cámara fría; caja de dimensiones similares a la cámara de guarda y colocada simétricamente respecto a ésta, al otro lado de la probeta. 6.1.2 La disposición de estas tres cámaras se indica esquemáticamente en figuras 1 y 2. 6.1.3 En las figuras 3, 4 y 5 se indican otras alternativas.

6.2 Cámara de medición 6.2.1 Dimensiones Las dimensiones de la cámara de medición dependen principalmente, del área de medición requerida para obtener un área representativa de la probeta. Para muchos paneles es recomendable un ancho de 0,8 m a 1,2 m y una altura similar al ancho. La profundidad depende del tamaño de los equipos instalados en su interior. 3

NCh851 6.2.2 Coeficiente de transmisión térmica de la cámara Los materiales usados en la construcción de la cámara deben ser tales que la envolvente de ella sea igual o inferior a 1,2 W/ ( m 2 ⋅ K ) siendo uniforme en toda su extensión. 6.2.3 Bordes de la cámara de medición El borde de la cámara en contacto con la probeta, será exteriormente achaflanado. Estará provisto de una empaquetadura de material elástico y aislante cuya ancho será entre 10 y 15 mm. El área de medición de la probeta corresponderá al área incluida en la línea central de la empaquetadura. 6.2.4 Calefacción eléctrica y circulación de aire En las figura 1 y 2 se indica un esquema para un sistema posible de calefacción y circulación de aire. Los calefactores eléctricos se encuentran montados en un recipiente cilíndrico cuyas paredes tendrán un coeficiente de transmisión térmica superior o igual a 1,2 W/ (m 2 ⋅ K ) y tendrán una superficie externa reflectora, para reducir la transmisión por radiación, hacia las paredes de la cámara de medición, En esta disposición el aire es impulsado en forma continua, mediante un ventilador, (ver nota) y subiendo a través del recipiente cilíndrico y bajando por el espacio entre la pantalla y la probeta de acuerdo con el movimiento que resulte de la convección natural. Una placa de desviación se encuentra a cierta distancia sobre la salida del recipiente cilíndrico, para impedir que el aire caliente choque directamente contra la pared de la cámara de medición. NOTA - Si se usa ventilador y su motor eléctrico se encuentra en el interior de la cámara de medición, debe medirse el consumo de la energía eléctrica del mismo. El motor debe ser del menor consumo posible ya que representa una fuente de calor adicional de la energía calórica producida en la cámara de medición. Si el motor está ubicado fuera de la cámara de medición, la conexión con el motor será hermética de modo que impida el paso de aire, desde y hacia la cámara de medición.

6.2.5 Regulación de la temperatura Para la regulación de la temperatura del aire en el interior de la cámara de medición puede usarse un termostado. Conviene que éste sea ajustable desde el exterior. Sus elementos termosensibles estarán ubicados en un región de alta velocidad del aire. 6.2.6 Empaquetaduras Los bordes del lado abierto de la cámara de medición estarán provistos de una empaquetadura que asegure un cierre hermético sobre la superficie de la probeta-panel. La cámara de medición presionará sobre la probeta-panel, para lo cual estará provista de dispositivos adecuados, tales como resortes o tornillos de ajuste instalados en el lado posterior de la cámara de medición.

4

NCh851 6.2.7 Dispositivo para medir el flujo térmico Las paredes de la cámara de medición servirán como medidor de flujo térmico, para lo cual se proveerán de termopares diferenciales conectados en serie, formando así una pila termoeléctrica que permite medir la diferencia de temperaturas entre las superficies interiores y exteriores de las paredes de la cámara de medición. Se instalarán, por lo menos, 10 termopares dispuestos de dos en dos e instalados en el centro de cada pared, en posición opuesta el uno respecto al otro (ver nota). Todos los termopares estarán conectados en serie de modo que sus fuerzas electromotrices se sumen. NOTA - Desde la soldadura, hasta unos 10 cm de distancia, los termopares estarán pegados o ligeramente incrustados en la superficie de las paredes.

6.3 Cámara de guarda 6.3.1 Tamaño El tamaño de la cámara de guarda se determinará en función del tamaño de la cámara de medición. La distancia mínima entre las superficies exteriores de la cámara de medición y las superficies interiores de la cámara de guarda, será superior al espesor máximo de la probeta-panel ensayada y, en todo caso, igual o superior a 150 mm. 6.3.2 Coeficiente de transmisión térmica Para asegurar que la diferencia de temperatura entre el aire de la cámara de guarda y sus paredes interiores sea pequeña, el coeficiente de transmisión térmica de sus paredes será inferior o igual a 0,5 W/ (m 2 ⋅ K ). (Ver nota). NOTA - Conviene que la aislación térmica de las paredes de la cámara de guarda sea elevada, para asegurar que el flujo térmico a través de estas paredes sea pequeño en comparación con el flujo térmico a través del área de guarda de la probeta-panel.

6.3.3 Calefacción eléctrica y circulación de aire Se distribuirán en la cámara de guarda, calefactores eléctricos montados en recipientes cilíndricos y provistos de ventiladores, similares a los usados en la cámara de medición, a fin de asegurar circulación de aire alrededor de la cámara de medición, junto al área de guarda. La entrada de aire a estos dispositivos estará en la parte inferior de la cámara de guarda, a fin de evitar el estancamiento de aire frío en el fondo. Se evitará que el aire caliente que sale de los recipientes cilíndricos choque directamente contra la cámara de medición o contra la probeta.

5

NCh851 6.3.4 Regulación de temperatura Para la regulación de la temperatura del aire en el interior de la cámara de guarda, puede usarse un termostato o bien un termostato diferencial sensible a pequeñas diferencias de temperaturas de aire. Será instalado entre la cámara de medición y la de guarda. Un elemento termosensible del termostato diferencial se instalará en buen contacto térmico con una superficie interior de la cámara de medición. El otro elemento termosensible se ubicará en una región de la cámara de guarda de alta velocidad del aire. El termostato será ajustable desde el exterior, a fin de poder regular su temperatura de acuerdo con las indicaciones del dispositivo para medir el flujo térmico (6.2.7).

6.4 Cámara fría 6.4.1 Tamaño El tamaño de la cámara fría depende de las dimensiones de las probetas-panel y será similar a la cámara de guarda. 6.4.2 Aislación La cámara fría estará bien aislada, para reducir la capacidad del equipo de refrigeración. Externamente estará provista de una buena barrera para el vapor de agua, a fin de evitar la entrada de vapor y la formación de escarcha en los tubos de refrigeración. 6.4.3 Regulación de temperaturas La cámara fría estará provista de un sistema de refrigeración que permita regular la temperatura del aire requerida en el ensayo. Puede usarse un dispositivo como el indicado en las figuras 1 y 2 en que un ventilador hace circular el aire frío bajando por la parte posterior de la cámara y subiendo por el espacio entre pantalla y probeta-panel. Se recomienda que la unidad de refrigeración esté funcionando continuamente y que la regulación de la temperatura se efectúe mediante un termostato que acciona un calefactor eléctrico situado a la salida del aire frío.

6.5 Equipo para medición de temperaturas 6.5.1 Temperaturas de superficies Para la medición de la temperatura de las superficies, se recomienda termopares de alambres cuyo diámetro sea inferior o igual a 0,3 mm. Se dispondrá de, por lo menos, jun termopar por cada 0,2 m2 de área de medición, tanto en el lado caliente como en el lado frío. Las soldaduras de los termopares estarán simétricamente dispuestas, considerando la estructura interna de las probetas-panel. Se instalará a lo menos dos termopares en el área de guarda, en el lado caliente de la probeta-panel y en posición adecuada para indicar el funcionamiento eficiente de esta área. En el lado frío, se instalará termopares en número igual, directamente opuestos a los instalados en el lado caliente de la probetapanel. 6

NCh851 6.5.2 Temperaturas del aire En la cámara de medición se medirán las temperaturas de aire con termopares instalados a la distancia de 75 mm de la superficie de la probeta-panel, en número no inferior a un termopar por cada 0,2 m2 de área de medición. Las soldaduras de los termopares tendrán superficies brillantes y serán pequeñas, para reducir los efectos de la radiación. Se distribuirán lo más simétricamente posible, sobre el área de medición. En el área de guarda se instalará, simétricamente distribuidos, termopares que estarán a 75 mm de la superficie de la probeta-panel. En la cámara fría se instalará termopares en número igual a los instalados en el lado caliente y directamente opuestos a ellos, también a la distancia de 75 mm de la superficie de la probeta-panel. 6.5.3 Instrumentos de medición El instrumento de medición tendrá sensibilidad y precisión adecuadas para indicar la temperatura dentro de ± 0,005 K (0,05 ºC). (Ver nota). Los termopares podrán conectarse en paralelo, para la medición de temperaturas medias de aire, o en serie, para la medición de diferencias de temperaturas. NOTA - Para medir la fuerza electromotriz de los termopares, se puede usar un instrumento con sensibilidad de 1 µ V a lo menos.

6.6 Equipo auxiliar 6.6.1 Suministro de energía eléctrica La energía eléctrica para el compresor, los ventiladores, los calentadores y otros equipos, será suministrada por una fuente eléctrica de tensión estabilizada. 6.6.2 Unidad de refrigeración Para refrigerar la cámara fría se podrá usar una unidad exclusiva para este aparato. 6.6.3 Wattmetro eléctrico Toda energía eléctrica suministrada a la cámara de medición se medirá con precisión. Para esto podrá servir un medidor que permita apreciar 1 Wh a lo menos. 6.6.4 Ventiladores Los ventiladores usados en las cámaras funcionarán continua y uniformemente durante los ensayos. Las velocidades del aire en las caras de la probeta se medirán con anemómetros apropiados.

7

NCh851 6.6.5 Aislación para los bordes de la probeta-panel Para evitar la influencia de los bordes sobre el flujo térmico en el área de guarda, debido a la entrada o salida de calor, éstos se cubren con tiras de material aislante térmico, de espesor igual o superior a 50 mm. Se recomienda impermeabilizar la aislación, para evitar el paso de vapor de agua y la condensación de humedad en los bordes de la probetapanel.

7 Preparación de la probeta-panel 7.1 Seleccionar y preparar un panel de modo que la probeta sea representativa del elemento de construcción por ensayar y también apta para los propósitos de ensayos, después de haber introducido las modificaciones indispensables, tales como, barreras entre las áreas de medición y de guarda, interrupción de superficies de alta conductividad térmica entre ambas áreas u otras medidas parecidas. NOTA - Las probetas no deben sufrir alteración en su composición o estructura que afecten su representatividad.

7.2 Investigar cuidadosamente la construcción de los paneles, a fin de determinar la conveniencia de instalar termopares adicionales, para facilitar el análisis de los resultados de ensayo. 7.3 Una vez instalada la probeta-panel en la cámara térmica, comprobar el cierre hermético entre la cámara de medición y la superficie de la probeta, a fin de evitar toda salida o entrada de aire a la cámara de medición. Además, aplicar a los bordes de la probeta, aislación adecuada y, si fuera necesario, una barrera para el vapor de agua.

8 Procedimiento 8.1 Condiciones de uso normal Elegir condiciones de ensayo, de temperatura y posición de la probeta, que correspondan, lo más exactamente posible, a las de uso a que está destinado el elemento de construcción estudiado. Ensayar probetas secas, sin traspaso simultáneo de vapor de agua. NOTA - Las probetas se secarán convenientemente antes de colocarlas en el equipo, de modo que presenten equilibrio de humedad con el medio ambiente del laboratorio (20 ºC y 50% de humedad relativa).

8.2 Etapa previa Establecer condiciones de ensayo de modo de mantener flujo térmico esencialmente constante (régimen estacionario) por medio del control de las temperaturas dentro de ± 0,05 K. 8

NCh851 8.3 Etapa principal Continuar las lecturas de temperatura y potencia suministradas a la cámara de medición durante 8 h mínimo a régimen estacionario. 8.4 Terminar los ensayos, sólo si los valores calculados a partir de dos series consecutivas de lecturas que distan por lo menos 4 h, proporcionen valores que difieren en menos del 1%. 8.5 Al ensayar paneles muy aislantes, extender la duración del ensayo sobre un período mayor, a fin de poder asegurar condiciones estacionarias.

9 Expresión de resultados 9.1 Cálculos 9.1.1 Calcular el coeficiente de transmisión térmica del panel aplicando la fórmula (1) del párrafo 4.1. 9.1.2 Calcular el coeficiente de transmisión global del panel aplicando la fórmula (2) del párrafo 4.1.

10 Informe 10.1 En el informe se indicará: a) identificación o descripción completa de la probeta-panel ensayada, incluyendo, si fuere necesario, un croquis que contiene los detalles importantes: dimensiones, modificaciones introducidas, etc.; b) las condiciones en que la probeta-panel ha sido sometida al ensayo, incluyendo todas las características de un eventual acondicionamiento previo; c) dimensiones y ubicación del área de medición y de guarda en la probeta-panel; d) valores medios, durante el ensayo, de las temperaturas y velocidad del aire en ambos lados de la probeta y las temperaturas medias de superficie de sus caras; e) duración del período de ensayo y la potencia media suministrada en la cámara de medición; y f)

valores medios calculados de los coeficientes de transmisión térmica y transmisión térmica global de la probeta-panel ensayada.

9

NCh851

10

NCh851

Figura 3

11

NCh851

Figura 5

12

NORMA CHILENA OFICIAL INSTITUTO

NACIONAL

DE

NCh

NORMALIZACION

!

851.Of83 INN-CHILE

Aislación térmica - Determinación de coeficientes de transmisión térmica por el método de la cámara térmica Thermal insulation - Determination of thermal conductivity coefficients by the method of the guarded hot box

Primera edición Reimpresión

Descriptores:

: 1983 : 1999

aislación térmica, ensayos, conductividad térmica

CIN 91.120.10 COPYRIGHT Dirección Casilla Teléfonos Telefax Web Miembro de

© 1983: INSTITUTO NACIONAL DE NORMALIZACION - INN • Prohibida reproducción y venta• : Matías Cousiño Nº 64, 6º Piso, Santiago, Chile : 995 Santiago 1 - Chile : +(56 2) 441 0330 • Centro de Documentación y Venta de Normas (5º Piso) : +(56 2) 441 0425 : +(56 2) 441 0427 • Centro de Documentación y Venta de Normas (5º Piso) : +(56 2) 441 0429 : www.inn.cl : ISO (International Organization for Standardization) • COPANT (Comisión Panamericana de Normas Técnicas)

NORMA CHILENA DE EMERGENCIA OFICIAL

NCh852.EOf71

Acondicionamiento ambiental Materiales de construcción - Determinación de la permeabilidad al vapor de agua

Preámbulo Esta norma especifica un método para determinar el traspaso de vapor de agua a través de materiales de construcción. Establece además, los términos que sirven para precisar los fenómenos y propiedades en relación con traspaso de vapor de agua a través de los materiales. Esta es una norma de Emergencia. En el estudio de esta norma se han tenido a la vista, entre otros documentos, los siguientes: AMERICAN SOCIETY FOR TESTING AND MATERIALS. water vapor transmission of thick materials.

ASTM C 355-64, Test for

BRITISH STANDARDS INSTITUTION, BS 2972:1961, Methods of test for thermal insulating materials. BS 3533:1962, Glosary of terms relating to thermal insulation. DIAMANT. R.M.E., Aislamiento térmico y acústico de edificios, Editorial Blume, Madrid (1967).

I

NCh852 El Comité "Acondicionamiento ambiental físico de la Especialidad "Arquitectura y Construcción" de INDITECNOR, inició el estudio de esta norma en Enero de 1970 y le dió término en Julio de 1971. Este Comité estuvo integrado durante su funcionamiento por las entidades y personas siguientes: Aislantes AISLAPOL

Compañía Industrial El Volcán Departamento de Tecnología Arquitectónica y Ambiental Instituto de Investigaciones y Ensayes de Materiales, IDIEM Instituto Nacional de Capacitación Profesional, INACAP Instituto Nacional de Investigaciones Tecnológicas y Normalización, INDITECNOR

Samuel Buzeta lsauro Buzeta Gabriel Buzeta Gerardo Eichler Pedro Echeverría José Gandarillas Sergio Hevia Raúl Pellegrin Gabriel Rodríguez Hugo Peña Judith Friedman Constantino Jacoby

Durante el plazo de consulta de esta norma el Instituto recibió los comentarios y observaciones de las entidades y personas siguientes: lng. Carlos Höerning, Asesor del H. Consejo del Instituto Sociedad Químicos Farmacéuticos de Chile. El anexo no forma parte del cuerpo de la norma se inserta sólo a título informativo.

Observaciones El conocimiento de la permeabilidad de los materiales al vapor de agua puede ser de importancia para estimar las condiciones de humedad tanto en las habitaciones de edificios, como en el interior de las murallas y otros elementos de construcción, pues debido a la penetración del vapor acuoso pueden producirse fenómenos de condensación y, en general, alteraciones de las propiedades físicas de los materiales. En particular, es notoria la influencia que tiene el contenido de humedad sobre la transmitancia térmica de las paredes y techumbres. Esta norma ha sido revisada y aceptada por el director del Instituto Nacional de Investigaciones Tecnológicas y Normalización, INDITECNOR, lng. Hugo Brangier M., con fecha 29 de Julio de 1971 para ser elevada a la consideración del H. Consejo del Instituto.

II

NCh852 Esta norma ha sido declarada norma Chilena de Emergencia Oficial por Decreto N° 665, de fecha 29 de Octubre de 1971 del Ministerio de la Vivienda y Urbanismo. Esta norma es una reedición sin modificaciones de la norma chilena de Emergencia Oficial NCh852.EOf71, Acondicionamiento ambiental - Materiales de construcción Determinación de la permeabilidad al vapor de agua, vigente por Decreto N° 665, de fecha 29 de Octubre de 1971, del Ministerio de la Vivienda y Urbanismo. Solamente se han actualizado las Referencias a normas que aparecen en ella.

III

NORMA CHILENA DE EMERGENCIA OFICIAL

NCh852.EOf71

Acondicionamiento ambiental Materiales de construcción - Determinación de la permeabilidad al vapor de agua

1 Alcance 1.1 Esta norma establece un método para determinar la permeabilidad de materiales al vapor de agua, mediante dos procedimientos: A. Procedimiento con desecante. B. Procedimiento con agua, que permiten efectuar los ensayos bajo condiciones diferentes. 1.2 Esta norma se aplica a los materiales sólidos de construcción, tales como placas de materiales aislantes térmicos, yeso en general, productos fibrosos, porosos, etc. 1.3 Esta norma se aplica a probetas cuyo espesor esté comprendido entre 3 mm y 32 mm.

2 Referencias NCh22 NCh32 NCh443 NCh848

Magnitudes, unidades y símbolos - Mecánica. Tamices de ensayo. Determinación de la humedad relativa del aire. Aislantes térmicos - Terminología y clasificación.

1

NCh852

3 Terminología 3.1 traspaso de vapor de agua: velocidad del flujo estacionario de vapor de agua a través de un área unitaria de un cuerpo, en dirección normal con respecto a dos superficies paralelas especificadas, bajo condiciones determinadas de ensayo1); se expresa en mg /( s ⋅ m 2 ) .2) 3.2 permeancia al vapor de agua: traspaso de vapor de agua a través de un cuerpo, entre dos superficies paralelas especificadas, bajo diferencia unitaria de presión de vapor 1), se expresa en µg / ( s ⋅ m 2 ) ( N / m 2 ) ] o bien µg /( s ⋅ N ) , 2).

[

3.3 permeabilidad al vapor de agua: propiedad de una sustancia; permanencia de un se expresa en material homogéneo, multiplicada por su espesor1), 2 2 2) ng ⋅ m / s ⋅ m ⋅ N / m ], o bien ng ⋅ m / (s ⋅ N ), .

[(

) (

)

3.4 resistencia al vapor de agua: diferencia de presión de vapor de agua por traspaso unitario de vapor, en régimen estacionario, a través, de un área unitaria de un cuerpo, en dirección normal con respecto a superficies paralelas especificadas, bajo condiciones determinadas de ensayo 1), se expresa en N ⋅ s / µg . 3.5 resistividad al vapor de agua: resistencia de un material homogéneo al vapor de agua, por unidad de espesor 1), se expresa en N ⋅ s /( ng ⋅ m). 3.6 Otros términos empleados en esta norma se encuentran en NCh443.

4 Resumen del método 4.1 Principio 4.1.1 Procedimiento con desecante (A) La probeta fijáda, con cierre hermético, sobre una cápsula que contiene un desecante sólido (0% de humedad relativa) se expone a una atmósfera de humedad y temperatura controladas. La cápsula se pesa periódicamente, para determinar la masa de vapor de agua que ha penetrado, por unidad de tiempo, a través, de la probeta y que ha sido absorbida por el desecante.

1

)

Las condiciones de ensayo deben especificarse.

2

)

Las unidades especificadas son las del Sistema Internacional de Unidades SI. Otras unidades de uso común y factores de conversión se indican en anexo, ver NCh22.

2

NCh852 4.1.2 Procedimiento con agua (B) La cápsula contiene agua pura y se determina la masa de vapor de agua que ha salido de la cápsula a través de la probeta, por unidad de tiempo.

4.2 Significado El objetivo de este ensayo, relativamente sencillo, es lograr una información cuantitativa sobre el paso de vapor de agua a través de materiales permeables, usados en construcción. Los resultados de este ensayo dependen en gran parte, de las condiciones en que ha sido efectuada la determinación. Por esta razón deben elegirse aquellas condiciones de ensayo que se acerquen más a las condiciones de uso del material.

5 Aparatos 5.1 Cápsula de ensayo Será de material no corrosible e impermeable para agua líquida o vapor. Conviene que sea liviana y que tenga forma cuadrada, con arista igual o superior a 125 mm. Estará provista de una orilla sobresaliente con borde (ver figura 1). 5.1.1 La altura del borde será, por lo menos, igual al espesor de la probeta y no superior a este espesor más 6 mm. 5.1.2 Para cápsulas con arista de 125 mm, la orilla tendrá un ancho de 3 mm, y para cápsulas con arista de 250 mm, el ancho será hasta de 18 mm. Para cápsulas de otras medidas se interpelará el ancho de la orilla.

3

NCh852 5.1.3 La profundidad de la cápsula será igual o superior a 17 mm. 5.2 Cámara de ensayo Estará provista de instalaciones para controlar temperatura y humedad relativa. 5.2.1 La temperatura de ensayo estará entre 2º °C y 32 °C, y deberá mantenerse constante dentro de ± 0,5 °C. NOTA - Se recomienda la temperatura de 32 °C, pues puede ser controlada fácilmente por un dispositivo de calentamiento con regulación automática. Además, se usan las temperaturas de 23 °C y 27°C, respectivamente.

5.2.2 La humedad relativa se mantendrá a 50% ± 2%. 5.2.3 La cámara estará provista de un ventilador que permita una eficiente circulación de aire en su interior. La velocidad del aire será inferior o igual a 2,5 m/s. 5.3 Balanzas y pesas 5.3.1 La balanza tendrá una sensibilidad que permita determinar una cantidad inferior al 1 % de cambio de peso experimentado por el conjunto cápsula-probeta, durante el período en que llega a estado estacionario3). 5.3.2 Las pesas tendrán una precisión mínima equivalente al 1 % de cambio de peso por determinar3).

6 Materiales y reactivos 6.1 Desecante Cloruro de calcio anhidro, en forma de grumos que pasan por un tamiz de 2,38 mm, exentos de partículas finas que pasen por un tamiz de 0,595 mm (ver NCh32). Antes de ser usado, se secará a 200 °C.

6.2 Agua Agua destilada para el procedimiento con agua (B).

3

)

4

Una probeta que tiene una permanencia de 1 perm (paso de 1 g de vapor de agua en 24 h por 1 m2 a diferencia de presión de 1 mm Hg), ensayada en una cápsula de 0,06 m2 a 27 °C, hace pasar, en 18 días, 10 g de vapor de agua, aproximadamente. La balanza debe tener sensibilidad de 0,1 g y las pesas precisión mínima de 0,1 g.

NCh852 6.3 Materiales para sellar Para fijar la probeta sobre la cápsula, se empleará un material muy resistente al paso de vapor de agua (y agua). No variará su peso en las condiciones de ensayo. No afectará la presión de vapor en el interior de la cápsula. NOTA - Como material para sellar puede usarse cera microcristalina o asfalto, siempre que cumplan los requisitos de 6.3.

7 Probetas 7.1 Las probetas serán representativas del material ensayado NOTA - El tiempo requerido para ensayar una probeta gruesa de baja permeabilidad, puede ser extraordinariamente largo. En general, aumenta con el cuadrado del espesor.

7.2 Número de probetas 7.2.1 Si un producto es destinado para su uso en una sola posición, se ensayarán tres probetas por el mismo procedimiento, con la dirección indicada para el flujo de vapor. 7.2.2 Si ambas caras del producto son idénticas, se ensayarán tres probetas por el mismo procedimiento. 7.2.3 Si las dos caras del producto son diferentes y cada una de ellas puede estar en contacto con vapor, se ensayarán cuatro probetas por el mismo procedimiento, dos en cada dirección y se indicará en el informe. 7.3 Una placa compuesta de varias capas, puede ser ensayada en todo su espesor. Alternativamente puede ser descompuesta en sus capas, ensayándolas separadamente; hecho que deberá destacarse en el informe. 7.4 Si el material tiene superficie irregular, se ensayarán en todo su espesor de uso. Sin embargo, material homogéneo puede ser ensayado en espesor menor.

8 Procedimiento 8.1 Medir el espesor de la probeta en el centro de cada cuadrante, con una precisión de 0,05 mm.

8.2 Procedimiento con desecante (A) 8.2.1 Colocar suficiente desecante en la cápsula, dejando espacio libre para permitir agitar el desecante después de cada pesada. 8.2.2 Fijar la probeta sobre la cápsula conforme a 8.4.

5

NCh852 8.2.3 Pesar la cápsula con la probeta e introducirla en la cámara de ensayo. NOTA - Esta pesada permite estimar la humedad inicial de la probeta.

8.2.4 Pesar periódicamente el conjunto cápsula-probeta, hasta completar 8 a 10 pesadas durante el ensayo. Proteger las probetas del medio ambiente, durante las pesadas. NOTA - Al comienzo el peso puede variar rápidamente, pero una vez logrado régimen estacionario, la velocidad de cambio de peso se mantiene esencialmente constante.

8.2.5 Cuidar que la cantidad de agua absorbida por el desecante no exceda al 10% del peso de éste. 8.2.6 Representar gráficamente el incremento de peso, en función del tiempo.

8.3 Procedimiento con agua (B) 8.3.1Colocar, en la cápsula, agua destilada, previendo un espacio de 20 mm ± 6 mm entre el nivel de agua y la cara inferior de la probeta. Colocar, sobre el agua, una malla de material no corrosible, para reducir el movimiento de la superficie acuosa. NOTA - El espacio de aire tiene una pequeña resistencia al paso de vapor de agua, pero es necesario, para evitar que el agua toque la cara inferior de la probeta, al mover el conjunto cápsula-probeta.

8.3.2 Fijar la probeta sobre la cápsula conforme a 8.4. 8.3.3 Pesar la cápsula con la probeta e introducirla en la cámara de ensayo, colocándola sobre una superficie perfectamente horizontal. 8.3.4 Pesar periódicamente el conjunto cápsula-probeta, hasta completar 8 a 10 pesadas durante el ensayo. Proteger las probetas del medio ambiente, durante el ensayo. NOTA - Al comienzo el peso puede variar rápidamente, pero una vez logrado régimen estacionario, la velocidad de cambio de peso se mantiene esencialmente constante.

8.3.5 No exponer los conjuntos cápsula-probeta a temperaturas que difieran en más de 3 °C de la temperatura de la cámara de ensayo para evitar condensaciones en la superficie de la probeta. 8.3.6 Representar gráficamente el descenso de peso en función del tiempo.

8.4 Fijación de la probeta sobre la cápsula 8.4.1 Fijar la probeta sobre la cápsula, sellándola con material para sellar (6.3) o apretándola con prensa adecuada. 8.4.2 Sellar totalmente los bordes de la probeta, a fin de evitar el paso de vapor, hacia o desde los bordes o partes adyacentes.

6

NCh852 8.4.3 Aplicar el mismo procedimiento a toda parte de la probeta que se encuentre fuera del área del paso de vapor. NOTA - El área del paso de vapor es la determinada por el área interior de la cápsula y situada directamente sobre ésta.

9 Expresión de resultados 9.1 Representación gráfica 9.1.1 Trazar el gráfico de peso en función del tiempo transcurrido. 9.1.2 Determinar aquella parte del gráfico en que, por lo menos, cuatro puntos estén sobre una línea recta y calcular el traspaso de vapor de agua, a partir de la gradiente correspondiente a la parte recta de la curva.

9.2 Cálculo NOTA - Ejemplo de cálculo ver en anexo.

9.2.1 Traspaso de vapor de agua Calcular a partir de la fórmula 1):

T =

m

⋅

t

(1)

A

en que:

⋅ m2 ) ;

T

= traspaso de vapor de agua, en mg /( s

m

=

t

= tiempo, s, transcurrido entre dos pesadas;

A

=

masa, mg, de vapor de agua que ha traspasado, en el tiempo t , a través de la probeta ( = variación de peso en el tiempo t );

área de ensayo, m2 (área interior de la cápsula).

9.2.2 Permeancia al vapor de agua Calcular a partir de la fórmula 2):

P =

10 3 ⋅ T T ⋅ 10 = Ps (ϕ 1 − ϕ 2 ) ∆p

(2)

7

NCh852 en que:

⋅

P

= permeancia al vapor de agua, en µg /( s

∆p

= diferencia de presión, N/m2, de vapor de agua;

Ps

= presión de saturación, N/m2, de vapor de agua a la temperatura de ensayo;

ϕ1

= humedad relativa, %, de la parte con mayor presión de vapor (Nota);

ϕ2

= humedad relativa, %, de la parte con mayor presión de vapor.

N);

NOTA - En la cámara de ensayo, la humedad relativa y la temperatura, son los valores promedios determinados durante el ensayo. Estas mediciones se efectúan con la misma frecuencia que las pesadas. En la cápsúla, la humedad relativa es normalmente 0% en el procedimiento A y 100 % en el B. Estos valores pueden variar dentro de + 3 % y - 3 %, respectivamente.

9.2.3 Permeabilidad al vapor de agua Sólo para muestras homogéneas y de espesor no inferior a 12 mm, calcular la permeabilidad media a partir de la fórmula 3):

⋅

p= P

(3)

e

en que: p

= permeabilidad media en ng

e

= espesor, mm, de la probeta.

⋅

m /( s

⋅

N );

9.3 Precisión No se especifica precisión determinada, porque ella depende del espesor de las probetas y de su permeabilidad. En ningún caso se aceptará resultados obtenidos por duplicado, en la misma muestra, que difieran entre sí en más de 20%.

10 Informe 10.1 En el Informe se indicarán: a)

datos para la identificación del material ensayado, incluyendo su espesor;

b)

procedimiento usado (A o B);

c)

temperatura de ensayo;

8

NCh852 d)

humedad relativa en la cámara de ensayo;

e)

permeancia de cada probeta (con dos cifras significativas);

f)

el lado de la probeta a que ha sido aplicada la mayor presión de vapor, siempre que los lados sean diferentes;

g)

la permeancia media de todas las probetas ensayadas y en cada posición;

h)

la permeabilidad de cada probeta, siempre que cumpla los requisitos de 9.2.3;

i)

la permeabilidad media de todas las probetas ensayadas.

9

NCh852

Anexo (Informativo) A.1 Unidades de uso común y factores de conversión se indican en las tablas A.1 hasta A.4. Tabla A.1 – Unidades de caudal de masa Caudal de masa

mg/s

g/h

g/24h

1 mg/s

1

3,6

86,4

1 g/h

0,277 8

1

24

1 g/24h

0,011 57

0,041 67

1

1 gr/h

0,018 00

0,064 8

1,555

gr/h 55,6 15,43 0,643 1

Tabla A.2 – Unidades de traspaso de vapor de agua

mg s ⋅ m2

Traspaso

mg s ⋅ m2 g 1 h ⋅ m2 g 1 2 24 h ⋅ m gr 1 h ⋅ ft 2 1

10

1

g /(h ⋅ m 2 ) 3,6

0,277 8

1

0,011 57

0,041 67

0,193 7

0,697

g /(24 h ⋅ m 2 ) 86,4

24

1

16,74

gr /(h 5,16

1,435

0,0598

1

⋅

ft 2 )

NCh852

Tabla A.3 – Unidades de permeancia para vapor de agua

µg s⋅N

Permeancia

1 1

µg s ⋅N h

⋅

24h

1

m

⋅

torr

g

1 1

g 2

⋅

m

⋅

2

*)

gr

**)

h ⋅ ft ⋅ inHg h

⋅

⋅

⋅ torr

24h

⋅

gr m 2 ⋅ torr

*)

h ⋅ ft

gr 2

⋅ inlig

**)

lb

h ⋅ ft 2

1

0,480

11,52

17,49

0,074 7

2,084

1

24

36,4

0,155 7

0,086 8

0,041 67

0,057 2

0,027 46

1,517

1

⋅ atm

0,006 49

torr

2

lb ft 2

h⋅m

g 2

atm

13,39

0,659

6,42

154,2

*)

unidad llamada “ perm métrico”

**)

unidad llamada “perm”

1

0,004 27

233,9

1

Tabla A.4 – Unidades de permeabilidad para vapor de agua

mg ⋅ m s⋅N

Permeabilidad

1 1 1 1

⋅m ⋅N g ⋅ cm h ⋅ m 2 ⋅ torr g ⋅ cm 2 24h ⋅ m ⋅ torr gr ⋅ in h ⋅ ft 2 ⋅ (inHg )

ng s

g ⋅ cm g ⋅ cm 2 h ⋅ m ⋅ torr 24h ⋅ m 2 ⋅ torr h

⋅

1

0,048 0

1,152

0,688

20,84

1

24

14,34

0,868

0,41 67

1

0,598

1,453

0,069 7

1,672

1

gr ft 2

⋅ in ⋅ (inHg )

11

NCh852 A.2 Ejemplo de cálculo En un ensayo ejecutado según procedimiento A (con desecante), una probeta homogénea de espesor 20 mm, con área de 0,0625 m2 expuesta al vapor, deja pasar en 240 h (régimen estacionario) 12,0 g de vapor de agua. Las condiciones de ensayo eran 32 °C y humedad relativa de 50,0 %:

Caudal de masa q m =

12 ⋅ 1000 = 0,0139 mg / s 240 ⋅ 3600

Traspaso de vapor de agua : T = q m / A =

⋅

0,0139 = 0,222 mg /( s 0,0625

m2 )

Permeancia de agua:

T ⋅ 10 5 10 3 T P = = Ps (ϕ 1 − ϕ 2 ) ∆p

0,222 ⋅ 10 5 = 4,74 ⋅ 10 3 ⋅ 50

Permeabilidad al vapor de agua: p = P

⋅

=

0,0937

⋅

e = 0,0937

µg s

⋅

20 = 1,87 ng

Expresado en otras unidades:

⋅

q m = 0,0139

86,4 = 1,20 g / 24 h

= 0,0139 ⋅ 55,6 = 0,772 gr / h T

P

P

12

= 0,222

⋅

86,4 = 19,2 g /(24 h

= 0,222

⋅

5,16 = 1,14 gr /(h

⋅

⋅

m2 )

ft 2 )

= 0,0937

⋅

11,52 = 1,08 ( perm métrico), g /(24 h

= 0,0937

⋅

17,49 = 1,64 ( perm), gr /(h

= 1,87

⋅ 1,152

= 1,87

⋅

= 2,16 g

⋅

0,688 = 1,29 gr

cm /(24 h

⋅

in(h

⋅

⋅

ft 2

⋅

ft 2

m2

⋅

⋅

⋅

m2

inHg )

torr )

inHg )

⋅

⋅

torr )

N

⋅

m /( s

⋅

N)

NORMA CHILENA OFICIAL INSTITUTO

NACIONAL

DE

NCh

NORMALIZACION

!

852.EOf71 INN-CHILE

Acondicionamiento ambiental Materiales de construcción - Determinación de la permeabilidad al vapor de agua Room conditioning - Building materials - Determination of permeability to water vapor

Primera edición : 1971 Reimpresión : 1999

Descriptores:

aislación térmica, permeabilidad, determinación de la permeabilidad, ensayos, vapor de agua

CIN 91.120.30 COPYRIGHT Dirección Casilla Teléfonos Telefax Web Miembro de

© 1983 : INSTITUTO NACIONAL DE NORMALIZACION - INN * Prohibida reproducción y venta * : Matías Cousiño Nº 64, 6º Piso, Santiago, Chile : 995 Santiago 1 - Chile : +(56 2) 441 0330 • Centro de Documentación y Venta de Normas (5º Piso) : +(56 2) 441 0425 : +(56 2) 441 0427 • Centro de Documentación y Venta de Normas (5º Piso) : +(56 2) 441 0429 : www.inn.cl : ISO (International Organization for Standardization) • COPANT (Comisión Panamericana de Normas Técnicas)

NORMA CHILENA OFICIAL

NCh853.Of91

Acondicionamiento térmico - Envolvente térmica de edificios - Cálculo de resistencias y transmitancias térmicas

Preámbulo El Instituto Nacional de Normalización, INN, es el organismo que tiene a su cargo el estudio y preparación de las normas técnicas a nivel nacional. Es miembro de la INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION (ISO) y de la COMISION PANAMERICANA DE NORMAS TECNICAS (COPANT), representando a Chile ante esos organismos. La norma NCh853 ha sido preparada por la División de Normas del Instituto Nacional de Normalización, y en su estudio participaron los organismos y las personas naturales siguientes: Aislantes Aislapol S.A.C. e I. Aislantes Härtipol S.A. Aislantes Nacionales Ltda. Centro de Ahorro de Energía Colegio de Arquitectos Compañía Industrial El Volcán S.A. Dirección de Obras Civiles de Metro Instituto de Investigaciones y Ensayes de Materiales, IDIEM, Universidad de Chile Instituto Nacional de Normalización, INN Instituto Profesional de Santiago Maderas y Sintéticos S.A., MASISA Ministerio de Obras Públicas, Dirección de Arquitectura, MOP Ministerio de Vivienda y Urbanismo, MINVU Universidad Católica de Chile, Escuela

Daniel Longueira S. Patricio Ursic L. Andrés Vásquez M. Felipe Mujica V. Guillermo Knaudt C. Mauricio Muñoz C. Roy Levis M. Miguel Bustamante S. Gabriel Rodríguez J. Liliana Anduaga G. Javier izquierdo V. Rafael Varleta V. Santiago Castillo R.

I

NCh853 de Ingeniería Universidad de Concepción Universidad de la Frontera Universidad Técnica Federico Santa María

Gregorio Azócar G. Aldo Moisan J. Mario Inostroza D. Pedro Sarmiendo M.

Esta norma anula y reemplaza a la norma Nch853.EOf71 Acondicionamiento ambiental térmico - Muros y complejos de techumbre - Cálculo de resistencia y transmitancia térmica, declarada Oficial por Decreto Nº95, del Ministerio de Vivienda y Urbanismo, de fecha 10 de Febrero de 1972. Los anexos no forman parte del cuerpo de la norma, se insertan sólo a título informativo. Esta norma ha sido aprobada por el Consejo del Instituto Nacional de Normalización, en sesión efectuada el 15 de enero de 1991. Esta norma ha sido declarada norma chilena Oficial de la República por Decreto Nº44, del Ministerio de Vivienda y Urbanismo, de fecha 04 de marzo de 1991, publicado en el Diario Oficial Nº33.935 del 05 de Abril de 1991.

II

NORMA CHILENA OFICIAL

NCh853.Of91

Acondicionamiento térmico - Envolvente térmica de edificios - Cálculo de resistencias y transmitancias térmicas

1 Alcance y campo de aplicación 1.1 Esta norma establece los procedimientos de cálculo para determinar las resistencias y transmitancias térmicas de elementos constructivos, en particular los de la envolvente térmica, tales como muros perimetrales, complejos de techumbres y pisos, y en general, cualquier otro elemento que separe ambientes de temperaturas distintas. 1.2 Los procedimientos de cálculo que se establecen en esta norma están basados en el supuesto que el flujo térmico se desarrolla de acuerdo con la ley de Fourier, en régimen estacionario. 1.3 Los valores determinados según esta norma son útiles para el cálculo de transmisión de calor, potencia de calefacción, refrigeración, energía térmica y aislaciones térmicas de envolventes en la edificación.

2 Referencias NCh849 NCh850 NCh851

Aislación térmica - Transmisión térmica - Terminología, magnitudes, unidades y símbolos. Aislación térmica - Método para la determinación de la conductividad térmica en estado estacionario por medio del anillo de guarda. Aislación térmica - Determinación de coeficientes de transmisión térmica por el método de la cámara térmica.

3 Símbolos, magnitudes y unidades 3.1 En la tabla 1 se presentan los símbolos y unidades de las magnitudes utilizadas en esta norma de acuerdo con la norma NCh849. 1

NCh853 Tabla 1 Símbolos, magnitudes y unidades Símbolo de la magnitud

Unidad

A

área en general, superficie de un elemento constructivo

m2

e

espesor

m

E

emisividad total de una cámara de aire no ventilada

h

coeficiente superficial de transferencia térmica

!

longitud de la cámara de aire medida horizontalmente

m

L

longitud

m

adimensional W/(m2 ⋅ K)

K!

transmitancia térmica lineal

W/(m ⋅ K)

R

resistencia térmica de una capa material

m2 ⋅ K/W

Re

resistencia térmica del forrado exterior de un elemento constructivo

m2 ⋅ K/W

Rg

resistencia térmica de una cámara de aire no ventilada

m2 ⋅ K/W

Ri

resistencia térmica del forrado interior de un elemento constructivo

m2 ⋅ K/W

Rs

resistencia térmica de superficie

m2 ⋅ K/W

R si

resistencia térmica de una superficie al interior de un edificio

m2 ⋅ K/W

R se

resistencia térmica de una superficie al exterior de un edificio

m2 ⋅ K/W

RT

resistencia térmica total

m2 ⋅ K/W

S

sección total de orificios o rendijas de ventilación al exterior de una cámara de aire

U

transmitancia térmica

W/(m2 ⋅ K)

transmitancia térmica media

W/(m2 ⋅ K)

U

2

Magnitud representada

ε

emisividad

λ

conductividad térmica

cm2

adimensional W/(m ⋅ K)

4 Definiciones

NCh853

En este capítulo se definen algunos de los conceptos fundamentales utilizados en esta norma o que guardan estrecha relación con ella. Se entiende que estas definiciones no tienen otro alcance que la utilización práctica de tales conceptos en los procedimientos de cálculo y recomendaciones que en ella se presentan. Otros términos se definen en la norma NCh849. 4.1 conductividad térmica, λ : cantidad de calor que en condiciones estacionarias pasa en la unidad de tiempo a través de la unidad de área de una muestra de material homogéneo de extensión infinita, de caras planas y paralelas y de espesor unitario, cuando se establece una diferencia de temperatura unitaria entre sus caras. Se expresa en W/(m ⋅ K). Se determina experimentalmente según la norma NCh850 o NCh851. 4.2 coeficiente superficial de transferencia térmica, h : flujo que se transmite por unidad de área desde o hacia una superficie en contacto con el aire cuando entre éste y la superficie existe una diferencia unitaria de temperaturas. Se expresa en W/(m2 ⋅ K). Se puede determinar experimentalmente según la norma NCh851. 4.3 complejo: conjunto de elementos constructivos que forman parte de una vivienda o edificio, tales como: complejo de techumbre, complejo de entrepiso, etc. 4.4 elemento: conjunto de materiales que dimensionados y colocados adecuadamente permiten que cumplan una función definida, tal como: muros, tabiques, losas y otros. 4.5 material: componente que por sí solo no cumple una función específica. Ver anexo A para conocer sus conductividades térmicas. 4.6 resistencia térmica, R : oposición al paso del calor que presentan los elementos de construcción. Se pueden distinguir cuatro casos: 4.6.1 resistencia térmica de una capa material, R : para una capa de caras planas y paralelas, de espesor e , conformada por un material homogéneo de conductividad térmica λ , la resistencia térmica, R , queda dada por:

R=

e λ

(1)

Se expresa en m2 ⋅ K/W.

3

NCh853 4.6.2 resistencia térmica total de un elemento compuesto, RT : inverso de la transmitancia térmica del elemento. Suma de las resistencias de cada capa del elemento.

RT =

1 U

(2)

Se expresa en m2 ⋅ K/W. 4.6.3 resistencia térmica de una cámara de aire no ventilada, R g : resistencia térmica que presenta una masa de aire confinado (cámara de aire). Se determina experimentalmente por medio de la norma NCh851. Se expresa en m2 ⋅ K/W. 4.6.4 Resistencia térmica de superficie, R s : inverso del coeficiente superficial de transferencia térmica h , es decir:

Rs =

1 h

(3)

Se expresa en m2 ⋅ K/W. 4.7 transmitancia térmica, U : flujo de calor que pasa por unidad de superficie del elemento y por grado de diferencia de temperaturas entre los dos ambientes separados por dicho elemento. Se expresa en W/(m2 ⋅ K). Se determina experimentalmente según la norma NCh851 o bien por cálculo como se señala en la presente norma. 4.8 transmitancia térmica lineal, K ! : flujo de calor que atraviesa un elemento por unidad de longitud del mismo y por grado de diferencia de temperatura. Se expresa en W/(m ⋅ K). NOTA - Se suele emplear en elementos en los que prevalece claramente la longitud frente a las otras dimensiones, como por ejemplo, un puente térmico lineal, el perímetro de un edificio, etc.

5 Métodos de cálculo de la resistencia térmica total y de la transmitancia térmica de elementos constructivos 5.1 Resistencias térmicas de superficie En la tabla 2 se dan los valores R si , R se y (R si + R se ) que deben considerarse para los cálculos señalados en esta norma, según el sentido del flujo de calor, la posición y situación del elemento separador y la velocidad del viento. 4

NCh853 Tabla 2 Resistencias térmicas de superficie en m2 ⋅ K/W Situación del elemento Posición del elemento y sentido del flujo de calor

Flujo horizontal en elementos verticales o con pendiente mayor de 60º respecto a la horizontal

Flujo ascendente en elementos horizontales o con pendiente menor o igual a 60º respecto a la horizontal

Flujo descendente en elementos horizontales o con pendiente menor o igual a 60º respecto a la horizontal

De separación con espacio exterior o local abierto

De separación con otro local, desván o cámara de aire

R si

R se

R si + R se

R si

R se

R si + R se

0,12

0,05

0,17

0,12

0,12

0,24

0,09

0,05

0,14

0,10

0,10

0,20

0,17

0,05

0,22

0,17

0,17

0,34

NOTAS 1)

Estos valores se han obtenido experimentalmente por el método de la norma NCh851.

2)

Los valores de esta tabla corresponden a velocidades del viento en el exterior inferiores a 10 km/h. Para velocidades superiores se debe considerar

R se = 0.

3)

Bajo condiciones de pérdidas térmicas por parte del local (invierno), en general, el flujo de calor es ascendente a través de complejos de techumbres y descendente a través de los pisos.

4)

Bajo condiciones de ganancias térmicas por parte del local (verano), en general, el flujo de calor es ascendente a través de los pisos y descendente a través de las techumbres.

5

NCh853 5.2 Elementos simples y homogéneos Para un elemento de caras planas y paralelas, de espesor e , conformado por un solo material de conductividad térmica λ , la resistencia térmica total queda dada por:

RT =

1 e = R si + + R se λ U

(4)

en que:

e/λ

=

resistencia térmica del material;

R si

=

resistencia térmica de superficie al interior;

R se

=

resistencia térmica de superficie al exterior.

5.3 Elementos compuestos 5.3.1 Elementos compuestos por varias capas homogéneas Para un elemento formado por una serie de capas o placas planas y paralelas de materiales distintos en contacto entre sí, la resistencia térmica total, queda dada por:

RT =

e 1 = Rsi + ∑ + R se λ U

(5)

en que:

∑ e/λ

=

sumatoria de las resistencias térmicas de las capas que conforman el elemento.

5.3.2 Elementos con cámaras de aire Cuando el elemento está formado por capas o placas planas y paralelas separadas entre sí, que dejan cámaras de aire, la resistencia térmica de éstas se calcula como sigue: 5.3.2.1 Resistencia térmica de las cámaras de aire La resistencia térmica aportada por la cámara dependerá de la ventilación que en ella se tenga. Por su parte, el grado de ventilación de las cámaras puede relacionarse como sigue: -

6

Para elementos verticales se considera el cuociente entre la sección total de orificios o rendijas de ventilación al exterior, ( S ) la longitud de la cámara de aire medida horizontalmente, ! .

NCh853 -

Para elementos horizontales se considera el cuociente entre la sección total de orificios o rendijas de ventilación al exterior, ( S ) y la superficie de la cámara de aire, A.

Dependiendo, entonces, del grado de ventilación de la cámara, se pueden distinguir tres casos de elementos con cámara de aire: Caso a - Elementos con cámara de aire no ventilada Se consideran las cámaras de aire como no ventiladas cuando se cumplen las siguientes condiciones:

S / ! menor que 20 cm2/m para elementos verticales. S/A menor que 3 cm2/m2 para elementos horizontales. En este caso, la resistencia térmica del elemento se calcula por la fórmula siguiente:

RT =

1 = Rsi + Ri + Rg + Re + Rse U

(6)

En la figura 1 se pueden obtener los valores que deben considerarse en el cálculo de las resistencias térmicas que ofrecen las cámaras de aire no ventiladas, cuando éstas presentan espesores iguales o mayores a los óptimos de resistencia térmica y sus paredes tienen emisividades similares, ε 1 = ε 2 ; o bien, una de sus paredes está conformada por materiales corrientes de construcción, tales como: madera, hormigón, ladrillos, vidrio, papeles no metálicos, etc., cuya emisividad es igual a 0,9 y la otra pared presenta valores de emisividad diferente. Con el objeto de aclarar el uso del ábaco, en el anexo B se dan algunos ejemplos. Del anexo C se pueden obtener los valores de la resistencia térmica en función del espesor de la cámara, cuyas paredes están conformadas por materiales de diferentes emisividades.

7

NCh853

Figura 1 - Abaco para el cálculo de las resistencias térmicas de las cámaras de aire no ventiladas. Ejemplos de aplicación se indican en el anexo B

8

NCh853 Caso b - Elementos con cámara de aire medianamente ventilada Se consideran las cámaras de aire como medianamente ventiladas cuando se cumplen las siguientes condiciones: 20 ≤ S / ! < 500 cm2/m para elementos verticales. 3 ≤ S / A < 30 cm2/m2 para elementos horizontales. En este caso, la transmitancia térmica del elemento se calcula por la fórmula siguiente:

U=

1 = U 1 + α (U 2 − U 1 ) RT

(7)

en que:

U 1 = es la transmitancia térmica del elemento calculada bajo el supuesto que la cámara no está ventilada (Caso a);

U 2 = es la transmitancia térmica del elemento calculada bajo el supuesto que la cámara se encuentra muy ventilada (Caso c);

α

=

es un coeficiente de ventilación de la cámara, que toma el valor de 0,4 para elementos horizontales y el valor de la tabla 3 para elementos verticales. Tabla 3 Coeficiente de ventilación,

Relación entre las resistencias térmicas de las capas o placas del elemento entre las cuales se encuentra la cámara

α , de cámaras verticales Relación

S /!

en cm2/m

20 hasta 200

sobre 200 hasta 500

Re Ri < 0,1

0,10

0,25

0,1 <

Re Ri < 0,6

0,20

0,45

0,6 <

Re Ri < 1,2

0,30

0,60

Re Ri

Caso c - Elementos con cámara de aire muy ventilada Se consideran las cámaras de aire como muy ventiladas cuando se cumplen las siguientes condiciones:

S / ! mayor o igual que 500 cm2/m para elementos verticales. S / A mayor o igual que 30 cm2/m2 para elementos horizontales. 9

NCh853 En el cálculo de la resistencia térmica total del elemento se pueden presentar dos situaciones: 1) El aire dentro de la cámara se mantiene en reposo En este caso se desprecia la resistencia de la cámara de aire, R g , y la del forrado exterior del elemento, R e . La resistencia térmica total se calcula, entonces, mediante la fórmula siguiente:

RT =

1 = 2 R si + Ri U

(8)

Los valores que se deben considerar para la resistencia de superficie R si son los dados en la tabla 2, sea para elementos verticales u horizontales. 2) El aire de la cámara está en movimiento Si la capa o placa exterior del elemento consiste en una pantalla o protección situada a cierta distancia de la capa o placa interior y no existe tabiquerías que conformen una cámara, el espacio está totalmente abierto. En este caso la resistencia térmica total del elemento queda dada por:

RT =

1 = R si + Ri + R se U

(9)

R si y R se se obtienen de la tabla 2 para elementos de separación con el ambiente exterior.

5.4 Elementos heterogéneos 5.4.1 Introducción Corrientemente los elementos constructivos no son homogéneos, ya que existen, en mayor o menor grado, discontinuidades que los transforman en elementos térmicamente heterogéneos. Es el caso, por ejemplo, de las juntas de pega en las albañilerías, las nervaduras de paneles prefabricados, los ladrillos y bloques con huecos o perforaciones, los pilares y vigas, los encuentros entre muros y losas, los ensambles metálicos, etc. El método de cálculo de los coeficientes de transmisión térmica depende, entonces, de la influencia que presenten las discontinuidades sobre la uniformidad del flujo de calor que se transmite a su través. De acuerdo con esto los elementos se pueden clasificar como de heterogeneidades simples o heterogeneidades complejas.

10

NCh853 5.4.2 Elementos con heterogeneidades simples Se consideran como de heterogeneidades simples aquellos elementos en los que se cumplen las siguientes condiciones: -

la heterogeneidad queda perfectamente definida y delimitada por dos planos perpendiculares a las caras del elemento;

-

el conjunto tiene una constitución tal, que no se producen flujos térmicos laterales de importancia entre la heterogeneidad y el resto del elemento (ver figura 2).

Figura 2 - Ejemplo de heterogeneidad simple

Como ejemplo de heterogeneidades simples que corrientemente se presentan en la construcción se pueden citar: las estructuras de paneles de madera con cámaras de aire, las nervaduras en paneles y losas de hormigón con cámaras de aire, los pilares y cadenas de hormigón en muros de albañilería, las juntas de pega en albañilerías con ladrillos macizos, etc. El método de cálculo de la transmitancia térmica media de un elemento con heterogeneidades simples viene dado por la fórmula siguiente:

U=

1 = RT

∑U ⋅ A ∑A i

i

(10)

i

siendo Ai la superficie de la parte del elemento a la que corresponda una transmitancia térmica U i . Este procedimiento puede ser aplicado, por ejemplo, para obtener la transmitancia térmica media de elementos construidos con bloques huecos de hormigón, siempre que el espesor del espacio de aire sea mayor de 20 mm y que, a su vez, el espacio sea suficientemente ancho comparado con el espesor (ver figura 3). No es aplicable para el caso de ladrillos huecos o perforados en los cuales las cámaras de aire son pequeñas.

11

NCh853

Figura 3 - Elemento conformado por bloques huecos de hormigón para el cual se puede aplicar el concepto de transmitancia térmica media

5.4.3 Elementos con heterogeneidades complejas Se consideran como de heterogeneidades complejas aquellos elementos en los que no se cumple cualesquiera de las condiciones enunciadas en 5.4.2. La transmitancia térmica media de estos elementos conviene determinarla experimentalmente según la norma NCh851, dado la complejidad de su determinación por cálculo. Metodologías de cálculo para casos típicos de elementos con heterogeneidades complejas se dan a continuación. 5.4.3.1 Elemento con perfil metálico en I

Figura 4 - Elemento reforzado con perfil metálico en I

La resistencia térmica del perfil metálico se calcula como sigue:

R=

12

1 L L H  = (R si + R se ) +  − 1 U L + e′ λ m  e′ 

(11)

NCh853 en que:

L

=

ala del perfil, m (ancho de la heterogeneidad);

e′

=

espesor del nervio del perfil, m;

H = altura del perfil, m (espesor del elemento);

λ m = conductividad térmica del metal, W/(m ⋅ K). 5.4.3.2 Elemento con perfil metálico en U

Figura 5 - Elemento reforzado con perfil metálico en U

La resistencia térmica del perfil metálico se calcula como sigue:

R=

1 L L H = (Rsi + Rse ) + : U L + e′ λm e′

(12)

en que:

L

=

ala del perfil, m (ancho de la heterogeneidad);

e′

=

espesor del nervio del perfil, m;

H = altura del perfil, m (espesor del elemento);

λm = conductividad térmica del metal, W/(m ⋅ K). 5.4.3.3 Elemento con perfil metálico en T

Figura 6 - Elemento reforzado con perfil metálico en T

13

NCh853 La resistencia térmica del perfil metálico se calcula como sigue: a) Pletina al lado interior

R=

1 E 1 = R si ⋅ + (H − 0,75e ′) + Rse U L + e′ λm

=

espesor del nervio del perfil, m (ancho de la heterogeneidad).

(13)

en que:

e′

b) Pletina al lado exterior

R=

1 1 e′ = R si + ⋅ (H − 0,75e ′ ) + R se ⋅ λm U L + e′

=

espesor del nervio del perfil, m (ancho de la heterogeneidad).

(14)

en que:

e′

5.4.3.4 Losas de hormigón con aislación térmica incorporada

Figura 7 - Losa de hormigón con aislación térmica incorporada

La transmitancia térmica media del elemento se calcula como sigue: Calcular, empleando fórmula (10), pero aumentando el área de las nervaduras y disminuyendo, en el mismo valor, la de las partes corrientes de acuerdo al nomograma de la figura 8 que da la cantidad x (m), que debe agregarse al ancho, ! , (m) de la nervadura, para diferentes espesores totales de hormigón (ei + ee ) , en m, en función de la razón

ei (ei + ee ).

Aplicar este método, sólo en los límites siguientes: conductividad térmica del aislante λ a < 0,06 W/(m ⋅ K) y distancia media entre nervaduras, L > 3 ! . Para los bordes de estos elementos, tomar para el aumento y disminución de áreas, el valor x/2. 14

NCh853

5.4.3.5 Elemento con nervaduras y cubiertas metálicas, sin aislación térmica en la nervadura

Figura 9 - Elemento con nervaduras y cubiertas metálicas sin aislación térmica. La cámara contiene aislación térmica

La transmitancia térmica media de este elemento, el cual no tiene aislación térmica en la nervadura, se calcula como sigue:

U = Uo + δ

Ln e′ ⋅ λm A

(15)

en que:

U o = transmitancia térmica en la parte corriente del elemento, calculada según formula 5;

δ

=

1,1 W1/2/(m ⋅ K1/2);

Ln = perímetro, m, de la nervadura; A

=

superficie, m2, del elemento; 15

NCh853 e′

=

espesor del la nervadura;

λ m = conductividad térmica, W/(m ⋅ K), de la nervadura. Aplicar este método, sólo en los límites siguientes:

eλm < 0,10 W/K; 0,6 ≤ U o ≤ 1,45 W/(m2 ⋅ K); la menor dimensión entre nervaduras > 0,5 m; e′ (que puede ser diferente de e) < 0,002 m; e′ / λ m (resistencia térmica por unidad de superficie de la nervadura) < 0,0017 m2 ⋅ K/W. NOTA - Ver ejemplo de aplicación en anexo D, problema b).

5.4.3.6 Elemento con nervaduras y cubiertas metálicas, con aislación térmica

Figura 10 - Nomograma para determinar

16

α.

NCh853 La transmitancia térmica media de este elemento, el cual tiene aislación térmica en la nervadura, se calcula como sigue:

U = Uo + α !

Ln A

(16)

en que:

U o = transmitancia térmica en la parte corriente del elemento, calculada según fórmula 5;

α

=

coeficiente, W/(m2 ⋅ K), en función de la resistencia térmica del aislante térmico, R y U o , deducido del nomograma de la figura 10;

!

=

ancho del aislante térmico, m;

Ln = perímetro, m, de la nervadura; A

=

superficie del elemento, m2.

Aplicar este método, sólo en los límites siguientes:

e ⋅ λ m < 0,10 W/K; U o > 0,5 W/(m2 ⋅ K); la menor dimensión entre nervaduras > 0,5m; la resistencia térmica por unidad de superficie del aislante térmico eα / λα > 0,4 m2 K/W. NOTA - Ver ejemplo de aplicación en anexo D, problema c).

5.5 Elementos y complejos de espesor variable 5.5.1 Elementos con capas de espesor variable Cuando las capas no son totalmente planas y paralelas o presentan cierta irregularidad en su espesor, la resistencia térmica se obtendrá por medio de las fórmulas dadas en párrafos 5.2 y 5.3, según sea el caso. 5.5.2 Complejos con cámara de aire de espesor variable Este punto se refiere principalmente a espacios como desvanes y entretechos que conforman una cámara de aire de espesor variable. El grado de ventilación del entretecho o desván se puede relacionar con el cuociente entre la sección total de orificios o rendijas en sus cerramientos exteriores expresada en centímetros cuadrados, y la superficie Ai de la losa o cielo que lo separa del local calefaccionado.

17

NCh853 De acuerdo con el grado de ventilación se pueden presentar tres casos: Caso a - Complejo con cámara de aire débilmente ventilada Se considera que la cámara está débilmente ventilada cuando:

S Ai es menor que 3 cm2/m2 El cálculo de la resistencia térmica total (m2 ⋅ K/W) del complejo se realiza mediante la fórmula siguiente:

RT =

1 1 Ai = + U U i ∑ (U e ⋅ Ae )

(17)

en que: =

Ui

∑ (U

e

transmitancia térmica del elemento de cielo;

⋅ Ae ) = sumatoria de los productos entre la transmitancia térmica y el área de los elementos exteriores que delimitan la cámara de aire; =

Ai

área del elemento de cielo (que separa el entretecho o desván del local calefaccionado).

Caso b - Complejo con cámara de aire medianamente ventilada Se considera que la cámara de aire está medianamente ventilada cuando: 3 cm2/m2 ≤ S / Ai ≤ 30 cm2/m2 en este caso:

RT =

1 1 1 = + U U i α + ∑ (U e ⋅ Ae ) Ai

en que:

18

U i ,U e Ae y Ai

=

tienen el mismo significado que en el Caso a;

α

=

es un coeficiente igual a 5 W/(m2 ⋅ K).

(18)

NCh853 Caso c - Complejo con cámara de aire muy ventilada Se considera que la cámara está muy ventilada cuando:

S/Ai es mayor o igual que 30 cm2/m2 NOTA - Un ejemplo típico de esta situación es el de complejos de techumbre con cubierta formada por planchas, tejuelas, tejas, u otros similares sin forro o revestimiento del entretecho.

Si la techumbre posee celosías y éstas no tienen grandes aberturas de ventilación, se considera que el aire del entretecho se encuentra en relativa calma, y la resistencia térmica total del conjunto se calcula según la fórmula 8. En ella, Ri es la resistencia térmica de la losa o cielo. Si la cubierta no cumple otra finalidad que pantalla para la protección de la lluvia y el soleamiento (espacio muy abierto), la resistencia térmica total del conjunto se calcula con la fórmula 9.

5.6 Pisos en contacto con el terreno Para pisos en contacto con el terreno, en general, se empleará el concepto de transmitancia térmica lineal, K ! , que es igual al flujo de calor que sale del local por metro

de perímetro exterior del piso considerado, por cada grado Celsius de diferencia de temperaturas entre el local y el ambiente exterior. Según la aislación del piso, debe considerarse para K ! , los valores siguientes: Tabla 4 - Transmitancia térmica lineal, según aislación del piso considerado Resistencia térmica total,

RT

Transmitancia térmica lineal,

m2 ⋅ ºC/W

W/(m ⋅ K)

Piso corriente

0,15 - 0,25

1,4

Piso medianamente aislado

0,26 - 0,60

1,2

> 0,60

1,0

Aislación del piso

Piso aislado

K!

19

NCh853 5.7 Cálculo de RT para losas o complejos de piso sobre cámara de aire

Figura 11 - Piso sobre cámara

Este método es aplicable en el caso que se tenga cámara de aire de una altura inferior o igual a 1 m (ver figura 1). En caso contrario la cámara se considerará como un local y RT se calculará según los párrafos 5.2 Elementos simples y homogéneos, 5.3 Elementos compuestos ó 5.4 Elementos heterogéneos, donde R se tomará los valores dados en la tabla 2, según sean las características de circulación del aire en la cámara o local. La resistencia térmica total de cálculo que se asigna a la losa o complejo de piso queda dada por:

RT =

1 1 = Rp + α + 3(Pex A) U

(19)

en que:

R p = resistencia térmica de la losa o piso sobre enviado, que separa el local de la cámara de aire, en m2 ⋅ K/W, calculada tomando la suma de las resistencias térmicas superficiales (R si + R se ) y la suma de los e/λ de la losa;

Pex = perímetro exterior (en planta) de la cámara de aire, en metros;

20

A

=

superficie en planta de la cámara de aire, en metros cuadrados;

α

=

coeficiente cuyo valor se obtiene de la tabla 5 en función del grado de ventilación de la cámara.

NCh853 Tabla 5 Valores del coeficiente

α

Relación S/A en cm2/m2

Coeficiente α en W/(m2 ⋅ K)

Cámara de aire ventilada

10 a 40

1,6

Cámara de aire medianamente ventilada

2 a 10

0,4

<2

0

Grado de ventilación

Cámara de aire muy poco ventilada

21

NCh853

Anexo A (Informativo) Tabla 6 - Conductividad térmica de materiales (Ver Material

Densidad aparente kg/m3

notas al final de la tabla 6) Conductividad térmica, W/(m ⋅ K)

Agua líquida a 0ºC

1 000

0,59

Agua líquida a 94ºC

1 000

0,69

Aire quieto a 0ºC Aire quieto a 100ºC Adobe

0,0012

0,024

-

0,031

1 100 - 1 800

0,90

Aluminio

2 700

Arcilla

2 100

0,93

Arcilla expandida

300

0,09

Arcilla expandida

450

0,11

1 500

0,58

190

0,06

Arena Aserrín de madera

210

Asfaltos

1 700

Azulejos

-

1,05

Baldosas cerámicas

-

1,75

Betún

1 050

0,16

Bronce

8 500

Cascote de ladrillo

1 300

0,41

Capotillo de arroz

117

0,06

Cebada

470

0,07

Cobre Escorias

Enlucido de yeso

8 930

λ

0,7

64

380

800

0,25

1 000

0,29

1 200

0,34

1 400

0,41

800

0,35

1 000

0,44

1 200

0,56

(Continúa)

22

NCh853 Tabla 6 - Conductividad térmica de materiales (Continuación) Material

Densidad aparente kg/m3

Conductividad térmica, W/(m ⋅ K)

Enlucido de yeso con perlita

570

0,18

Fibro-cemento

920

0,22

1 000

0,23

1 135

0,23

Fundición y acero

7 850

Grava rodada o de machaqueo

1 700

0,81

Hormigón armado (normal)

2 400

1,63

Hormigón con áridos ligeros

1 000

0,33

Hormigón con áridos ligeros

1 400

0,55

Hormigón celular con áridos silíceos

600

0,34

Hormigón celular con áridos silíceos

1 000

0,67

Hormigón celular con áridos silíceos

1 400

1,09

305

0,09

Hormigón celular sin áridos

λ

58

Hormigón en masa con grava normal: -

con áridos ligeros

1 600

0,73

-

con áridos ordinarios, sin vibrar

2 000

1,16

-

con áridos ordinarios, vibrados

2 400

1,63

Hormigón en masa con arcilla expandida

500

0,12

Hormigón en masa con arcilla expandida

1 500

0,55

Hormigón con cenizas

1 000

0,41

600

0,17

800

0,22

1 000

0,30

600

0,34

800

0,49

1 000

0,67

Hormigón con escorias de altos hornos

Hormigón normal, con áridos silíceos

Hormigón de viruta de madera

450 - 650

0,26

(Continúa)

23

NCh853

Tabla 6 - Conductividad térmica de materiales (Continuación) Material

Hormigón de fibras de madera

Hormigón liviano a base de cascarilla de arroz

Hormigón liviano a base de poliestireno expandido

Ladrillo macizo hecho a máquina

Ladrillo hecho a mano Láminas bituminosas Lana de amianto

Lana mineral, colchoneta libre

Densidad aparente kg/m3

Conductividad térmica, W/(m ⋅ K)

300 - 400

0,12

400 - 500

0,14

500 - 600

0,16

570

0,128

780

0,186

850

0,209

1 200

0,326

260

0,088

320

0,105

430

0,134

640

0,214

840

0,269

1 100

0,387

1 000

0,46

1 200

0,52

1 400

0,60

1 800

0,79

2 000

1,0

1 100

λ

0,5 0,19

100

0,061

200

0,063

400

0,12

40

0,042

50

0,041

70

0,038

90

0,037

110

0,040

120

0,042

(Continúa)

24

NCh853

Tabla 6 - Conductividad térmica de materiales

(Continuación) Material Lana mineral granulada

Linóleo

Densidad aparente kg/m3

Conductividad térmica, W/(m ⋅ K)

20

0,069

30

0,060

40

0,055

60

0,048

80

0,044

100

0,041

120

0,042

140

0,042

1 200

λ

0,19

Maderas -

álamo

380

0,091

-

alerce

560

0,134

-

coigüe

670

0,145

-

lingue

640

0,136

-

pino insigne

410

0,104

-

raulí

580

0,121

-

roble

800

0,157

400

0,095

420

0,094

460

0,098

560

0,102

600

0,103

620

0,105

650

0,106

850

0,23

930

0,26

1 030

0,28

Maderas, tableros aglomerados de partículas

Maderas, tableros de fibra

Mármol

2 500 - 2 850

2,0 - 3,5

Moquetas, alfombras

1 000

0,05

Morteros de cal y bastardos

1 600

0,87

(Continúa)

25

NCh853

Tabla 6 - Conductividad térmica de materiales (Continuación) Densidad aparente kg/m3

Conductividad térmica, W/(m ⋅ K)

Mortero de cemento

2 000

1,40

Papel

1 000

0,13

Material

Perlita expandida Plancha de corcho

Plomo Poliestireno expandido

Poliuretano expandido

90

0,050

100

0,040

200

0,047

300

0,058

400

0,066

500

0,074

11 300

λ

35

10

0,0430

15

0,0413

20

0,0384

30

0,0361

25

0,0272

30

0,0262

40

0,0250

45

0,0245

60

0,0254

70

0,0274

Productos minerales en polvo (kieselgur, polvo mineral)

200

0,08

400

0,12

600

0,16

800

0,21

1 000

0,27

1 200

0,34

1 400

0,40

Rocas compactadas

2 500 - 3 000

3,50

Rocas porosas

1 700 - 2 500

2,33

Vermiculita en partículas Vermiculita expandida

99

0,047

100

0,070

(Continúa)

26

NCh853 Tabla 6 - Conductividad térmica de materiales (Conclusión) Material

Densidad aparente kg/m3

Conductividad térmica, W/(m ⋅ K)

Vidrio plano

2 500

1,2

Yeso-cartón

650

0,24

700

0,26

870

0,31

λ

NOTAS 1)

Los valores de conductividad térmica están dados para una temperatura media de 20ºC. Cabe hacer notar que la conductividad térmica de los materiales varía con la temperatura (NCh850).

2)

Los materiales sólidos se midieron en estado seco según lo estipula la NCh850. El valor de la conductividad térmica varía con el contenido de humedad del material.

3)

Los materiales que se utilizan en espesores inferiores a 3 mm ofrecen tan pequeña resistencia térmica que ésta no debe considerarse en los cálculos prácticos. Tal es el caso de papeles, folios y láminas delgadas.

4)

No obstante lo anterior, ellos pueden contribuir a aumentar la resistencia térmica de las cámaras de aire confinadas por ellos, al actuar por reflexión, si la cara del material que mira a dicha cámara es la brillante (lámina de aluminio ε = 0,1, fierro galvanizado brillante ε = 0,25). En tal caso se calculan las resistencias con ayuda del ábaco de la figura 1 (subpárrafo 5.3.2.1) o del anexo B.

27

NCh853

Anexo B (Informativo)

Cálculos de resistencias térmicas de las cámaras de aire no ventiladas Ejemplos de aplicación a) Calcular la resistencia térmica de un elemento vertical cuya cámara de aire no ventilada tiene un espesor de 20 mm (flujo térmico horizontal). Las emisividades son iguales: ε 1 = ε 2 = 0,65 .

Figura 12 - Abaco para el cálculo de las resistencias térmicas de las cámaras de aire no ventiladas.

28

NCh853 b) Calcular la resistencia térmica de un elemento vertical cuya cámara de aire no ventilada tiene un espesor de 20 mm (flujo térmico horizontal); ε 1 = 0,9 y ε 2 = 0,25 .

Figura 13 - Abaco para el cálculo de las resistencias térmicas de las cámaras de aire no ventiladas.

29

NCh853 b) Calcular la resistencia térmica de un elemento horizontal cuya cámara de aire no ventilada tiene un espesor de 80 mm (flujo térmico vertical, condición de verano); ε 1 = 0,9 y ε 2 = 0,15 .

Figura 14 - Abaco para el cálculo de las resistencias térmicas de las cámaras de aire no ventiladas.

30

Anexo C

NCh853

(Informativo)

Determinación de resistencias térmicas de cámaras de aire no ventiladas para cualquier espesor La resistencia térmica de una cámara de aire no ventilada, R g , varía en función de los parámetros siguientes: a) sentido del flujo térmico; b) espesor de la cámara de aire; c) emisividad total de la cámara, E , dada por la fórmula:

1 1 1 = + −1 E ε1 ε 2

(20)

en que:

ε1, ε 2

=

emisividades de las superficies en contacto con la cámara considerada.

En general se distinguen cuatro casos característicos, ellos son: a) caso general (materiales corrientes de construcción, tales como madera, hormigón, ladrillos, vidrio, papeles no metálicos, etc.): ε 1 = ε 2 = 0,9 de donde E = 0,82, ver figura 15; b) una de las superficies de la cámara es brillante, ε 1 = 0,2 , la otra superficie, en cambio, corresponde a materiales corrientes de construcción, ε 2 = 0,9 de donde E = 0,20, ver tablas 7, 8 y 9; c) ambas superficies de la cámara son brillantes, ε 1 = ε 2 = 0,2 de donde E = 0,11, ver tablas 7, 8 y 9; d) una de las superficies de la cámara es muy brillante, ε 1 = 0,05 , la otra superficie en cambio, corresponde a materiales corrientes, ε 2 = 0,9 de donde E = 0,05, ver tablas 7, 8 y 9. De la figura 15 se pueden obtener los valores que deben considerarse en el cálculo de las resistencias térmicas R g , de cámaras de aire no ventiladas. Dichas resistencias corresponden a las obtenidas en cámaras cuyas paredes están conformadas por materiales corrientes de construcción, tales como madera, hormigón, ladrillo, vidrio, papeles no metálicos, etc., es decir con emisividades relativamente elevadas. 31

NCh853 En las tablas 7, 8 y 9 se pueden obtener valores de resistencia térmica para cámaras con paredes conformadas por materiales de alta y baja emisividad.

Figura 15 - Resistencia térmica de cámaras de aire no ventiladas

32

NCh853 Tabla 7 - Resistencia térmica por unidad de superficie de cámaras de aire no ventiladas. Cámaras de aire verticales, flujo térmico horizontal Emisividad total, E Espesor de la cámara, mm

0,82

0,20 Resistencia térmica,

0,11

0,05

R g , m2 ⋅ K/W

5

0,105

0,17

0,20

0,20

10

0,140

0,28

0,32

0,38

15

0,155

0,35

0,43

0,51

20

0,165

0,37

0,46

0,55

25

0,165

0,37

0,46

0,55

30

0,165

0,37

0,46

0,55

35

0,165

0,37

0,46

0,55

e ≥ 40

0,165

0,37

0,46

0,55

Tabla 8 - Resistencia térmica por unidad de superficie de cámaras de aire no ventiladas. Cámaras de aire horizontales, flujo térmico ascendente

Espesor de la cámara, mm

Emisividad total, E 0,82

0,20 Resistencia térmica,

0,11

0,05

R g , m2 ⋅ K/W

5

0,10

0,16

0,17

0,19

10

0,13

0,23

0,26

0,29

15

0,13

0,25

0,29

0,32

20

0,14

0,25

0,29

0,33

30

0,14

0,26

0,31

0,35

40

0,14

0,27

0,32

0,36

50

0,14

0,28

0,33

0,37

60

0,14

0,28

0,34

0,38

70

0,14

0,29

0,34

0,39

80

0,15

0,30

0,35

0,40

90

0,15

0,30

0,35

0,40

e ≥ 100

0,15

0,30

0,35

0,40

33

NCh853 Tabla 9 - Resistencia térmica por unidad de superficie de cámaras de aire no ventiladas. Cámaras de aire horizontales, flujo térmico descendente

Espesor de la cámara, mm

Emisividad total, E 0,82

0,20 Resistencia térmica,

34

0,11

0,05

R g , m2 ⋅ K/W

5

0,09

0,16

0,20

0,20

10

0,14

0,29

0,34

0,37

15

0,16

0,36

0,45

0,52

20

0,17

0,42

0,55

0,65

25

0,17

0,47

0,63

0,76

30

0,175

0,51

0,68

0,87

40

0,185

0,57

0,77

1,03

50

0,19

0,60

0,84

1,15

60

0,19

0,61

0,89

1,25

70

0,19

0,62

0,94

1,33

80

0,20

0,63

1,00

1,46

90

0,20

0,63

1,00

1,46

e ≥ 100

0,20

0,63

1,00

1,46

NCh853

Anexo D (Informativo)

Ejemplos de aplicación a) Losa de hormigón con aislación térmica incorporada Calcular la transmitancia térmica promedio de una losa de hormigón armado con poliestireno expandido en su interior. La conductividad térmica de la losa es de 1,63 W/(m ⋅ K) y la del poliestireno expandido de 0,041 W/(m ⋅ K). Detalles de la losa se observan en la figura 16.

Figura 16 - Detalles de losa de hormigón armado

35

NCh853

1 Cálculo según método general 1.1 Cálculo de U 1 (parte aislada). Hormigón

R= ∑

e = λ

0,15 = 0,092 1,63

2 m ⋅ K/W

Poliestireno expandido

R=

e λ

=

0,05 = 1,220 0,041

2 m ⋅ K/W

1 1 + (flujo térmico descendente) hi h e RT =

(

U 1 = 0,65 W m 2 ⋅ K

)

2 m ⋅ K/W

= 0,22 1 = 1,532 U1

2 m ⋅ K/W

1.2 Cálculo de U 2 (nervadura) Hormigón 1 1 + hi he

R=

e 0,20 = = 0,123 λ 1,63

(flujo térmico descendente)

2 m ⋅ K/W

2 m ⋅ K/W

= 0,22

RT =

(

U 2 = 2,92 W m 2 ⋅ K

36

2 m ⋅ K/W

1 = 0,343 U2

)

NCh853 1.3 Aumento del área en la nervadura según el nomograma de la figura 8 ei = 0,09 m ee = 0,06 m ei + ee = 0,15 m ei = 0,60 (según 5.4.3.4). ei + e e Por lo tanto tenemos:

x = 0,11 m Las dos nervaduras interiores de la losa deben aumentarse en 0,11 m cada una y las de los bordes en

x = 0,055 m. 2

(Ver figura 16, las líneas segmentadas indican el aumento obtenido).

37

NCh853 1.4 Cálculo de U de la losa Area correspondiente a las partes aisladas de la losa. Ver figura 16. A = 3 (0,89 ⋅ 2,69) = 7,20 m2 Area correspondiente a las nervaduras. Ver figura 16. A = 3,40 ⋅ 3,00 - 7,20 = 3,0 m2 Aplicando la fórmula 10 siguiente, tenemos:

U=

∑U ⋅ A ∑A i

i

i

U=

0,65 ⋅ 7,2 + 2,92 ⋅ 3,0 4,68 + 8,76 = 10,20 10,20

U = 1,32 W/( m2 ⋅ K) La transmitancia térmica promedio de la losa es de 1,32 W/(m2 ⋅ K).

38

(10)

NCh853 b) Elemento con nervaduras y cubiertas metálicas, sin aislación térmica en la nervadura Calcular la transmitancia térmica promedio de un panel de 3 x 2 (m), cuyas características generales se indican en la figura 17. El espacio interior contiene lana mineral cuya densidad media aparente es de 90 kg/m3 y la conductividad térmica es de 0,038 W/(m ⋅ K). La conductividad térmica del acero es de 58 W/(m ⋅ K).

Figura 17 - Detalle del panel

1) Cálculo de U o . Lana mineral

R=

e 0,05 = = 1,32 m2 ⋅ K/W λ 0,038 1 1 + h1 he

Planchas de acero

R= ∑

RT =

= 0,17 m 2 ⋅ K/W

e 0,003 = = 0,000 λ 58

1 Uo

Uo

= 1,49 m 2 ⋅ K/W = 0,67 W/( m 2 ⋅ K)

0,6 < U o < 1,45 W/(m2 ⋅ K) 39

NCh853 como:

e ⋅ λ m = 0,087 < 0,10 W/K siendo:

e

=

espesor del acero = 0,0015 m;

λ m = conductividad del acero = 58 W/(m ⋅ K). Puede, en consecuencia, aplicarse la fórmula 15.

U = Uo + δ

Ln e ⋅ λm A

U = 0,67 + 1,1 ⋅

10 6

(15)

0,087

U = 1,21 W/( m 2 ⋅ K) La transmitancia térmica promedio del panel es de 1,21 W/(m2 ⋅ K).

40

NCh853 c) Elemento con nervaduras y cubiertas metálicas, con aislación térmica Calcular la transmitancia térmica promedio de un panel de 2 x 2 (m), cuyas características generales se indican en la figura 18. El espacio interior contiene lana mineral cuya densidad media aparente es de 90 kg/m3 y la conductividad térmica es de 0,038 W/(m ⋅ K). Los bordes del panel contienen poliestireno expandido de 20 kg/m3 y la conductividad térmica es de 0,038 W/(m ⋅ K). La conductividad térmica del acero es de 58 W/(m ⋅ K).

Figura 18 - Detalle del panel, flujo térmico ascendente

Cálculo de U0 Lana mineral

1 1 + hi he

R=

flujo térmico ascendente

Planchas de acero R = ∑

= 0,14 m2 ⋅ K/W

e 0,003 = = 0,000 λ 58

RT = Uo

0,05 = 1,32 m2 ⋅ K/W 0,038

1 Uo

= 1,46 m 2 ⋅ K/W = 0,68 W/( m 2 ⋅ K)

41

NCh853 Resistencia térmica del poliestireno expandido

R=

0,03 = 0,79 m2 ⋅ K/W > 0,4 0,038

En consecuencia, como:

U o = 0,68 W/(m2 ⋅ K) R

=

0,79 m2 ⋅ K/W

el α de la fórmula 10 puede deducirse del nomograma de la figura 10 siguiente:

α = 0,39 W/(m2 ⋅ K)

42

NCh853 Como e ⋅ λ m = 0,087 < 0,10 W/K y

U o = 0,68 > 0,5 W/(m2 ⋅ K),

siendo:

e

=

espesor del acero = 0,0015 m;

λ m = conductividad del acero = 58 W/(m ⋅ K) Puede, en consecuencia, aplicarse la fórmula 16 siguiente:

U

=

Uo + α !

Ln A

(16)

Ln = 8 m; A = 4 m2; ! = 0,02 U

=

0,68 + 0,39 ⋅ 0,02 ⋅

U

=

0,70 W/(m2 ⋅ K)

8 4

La transmitancia térmica promedio del panel es de 0,70 W/(m2 ⋅ K)

43

NORMA CHILENA OFICIAL INSTITUTO

NACIONAL

DE

NORMALIZACION

NCh !

853.Of91 INN-CHILE

Acondicionamiento térmico - Envolvente térmica de edificios - Cálculo de resistencias y transmitancias térmicas Thermal conditioning - Thermal envelope of buildings - Thermal resistance and transmittance calculation

Primera edición : 1991 Reimpresión : 1999

Descriptores:

aislación térmica, elementos de construcción, muros, techumbres, cielos (construcción), pisos, cálculos matemáticos, resistencia térmica, transmitancia térmica

CIN 91.120.30 COPYRIGHT Dirección Casilla Teléfonos Telefax Web Miembro de

© 1991 : INSTITUTO NACIONAL DE NORMALIZACION - INN * Prohibida reproducción y venta * : Matías Cousiño Nº 64, 6º Piso, Santiago, Chile : 995 Santiago 1 - Chile : +(56 2) 441 0330 • Centro de Documentación y Venta de Normas (5º Piso) : +(56 2) 441 0425 : +(56 2) 441 0427 • Centro de Documentación y Venta de Normas (5º Piso) : +(56 2) 441 0429 : www.inn.cl : ISO (International Organization for Standardization) • COPANT (Comisión Panamericana de Normas Técnicas)

NORMA CHILENA OFICIAL

NCh1070.Of84

Aislación térmica - Poliestireno expandido - Requisitos

Preámbulo El Instituto Nacional de Normalización, INN, es el organismo que tiene a su cargo el estudio y preparación de las normas técnicas a nivel nacional. Es miembro de la INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION (ISO) y de la COMISION PANAMERICANA DE NORMAS TECNICAS (COPANT), representando a Chile ante esos organismos. La norma NCh1070 ha sido preparada por la División de Normas del Instituto Nacional de Normalización, y en su estudio participaron los organismos y las personas naturales siguientes: Aislantes Aislapol S.A.C e I. Centro de Estudios, Medición y Certificación de Calidad, CESMEC Ltda. Colegio de Constructores Civiles A.G. Compañía Industrial El Volcán S.A. Instituto de Investigaciones y Ensayes de Materiales IDIEM Instituto Nacional de Normalización, INN Ministerio de Vivienda y Urbanismo, MINVU

PIZARREÑO S.A.

Carlos Büchner O. Sven Cornils W. Daniel Longueira S. Manuel Machuca A. Francisco Véliz A. Claudio Avilés A. Pedro Echeverría B. Agustín Echeverría C. Miguel Bustamante S. Gabriel Rodríguez J. Santiago Castillo R. Marco Antonio López T. Hernán Moreno P. Daniel Súnico H. Eduardo Valenzuela L.

I

NCh1070 Universidad Católica de Chile, Facultad de Ingeniería, Construcción Civil Universidad Católica de Chile, Depto. de Ingeniería Química Universidad de Concepción, Depto. de Mecánica Universidad de Concepción, Facultad de Ingeniería Universidad de Chile, Facultad de Arquitectura y Urbanismo Universidad de Valparaíso, Facultad de Arquitectura

Jorge Alliende B. Sergio Mendoza C. Juan Antonio Guzmán M. Rodolfo Neumann R. Aldo Moisan J. Morris Testa S. Eduardo Cruzat F.

Esta norma se estudió para establecer las características mínimas exigibles al poliestireno expandido como aislante térmico empleado en la construcción. Esta norma ha sido aprobada por el H. Consejo del Instituto Nacional de Normalización, en sesión efectuada el 20 de Enero de 1984. Esta norma ha sido declarada Oficial de la República de Chile por Decreto Nº57, de fecha 09 de Abril de 1984, del Ministerio de Vivienda y Urbanismo, publicado en el Diario Oficial N° 31.881 del 28 de Mayo de 1984.

II

NORMA CHILENA OFICIAL

NCh1070.Of84

Aislación térmica - Poliestireno expandido - Requisitos

0 Introducción Esta norma se estudió para establecer las condiciones de calidad que debe cumplir el poliestireno expandido en las diferentes formas empleadas en la construcción, exclusivamente con fines de aislación térmica.

1 Alcance y campo de aplicación 1.1 Esta norma establece los requisitos que debe cumplir el poliestireno expandido en general, sea en forma de material granulado, perlas, bloques, placas, planchas y caños, como también este material cuando se va a usar en combinación con otros para formar elementos mixtos o mezclas. 1.2 Esta norma se aplica también al poliestireno expandido recubierto por diferentes materiales, siempre que éstos no disminuyan el coeficiente de aislación térmica de aquel.

2 Referencias NCh31/4 - ISO 31/4 Magnitudes y unidades de calor. NCh43 Selección de muestras al azar. NCh849 Aislación térmica - Transmisión térmica - Terminología, magnitudes, unidades y símbolos. NCh850 Aislación térmica - Método para la determinación de la conductividad térmica. NCh851 Aislación térmica - Determinación de coeficientes de transmisión térmica por el método de la cámara térmica. NCh852 Acondicionamiento ambiental - Materiales de construcción Determinación de la permeabilidad al vapor de agua.

1

NCh1070 NCh853 NCh1079 NCh1905

Acondicionamiento ambiental térmico - Muros y complejos de techumbre - Cálculo de resistencia y transmitancia térmica. Arquitectura y construcción – Zonificación climático habitacional para Chile y recomendaciones para el diseño arquitectónico. Aislación térmica - Poliestireno expandido - Ensayos.

3 Terminología 3.1 bloques de poliestireno expandido: elemento de aristas rectas o curvas en el que ninguna de sus dimensiones predomina significativamente sobre las restantes. 3.2 granulado de poliestireno expandido: partículas de forma irregular producidas por molienda de material preformado. 3.3 lámina de poliestireno expandido: plancha flexible susceptible de ser enrollada. 3.4 medios caños de poliestireno expandido: elementos en forma de mantos semicilíndricos. 3.5 perlas de poliestireno expandido: partículas más o menos esféricas de poliestireno expandido. 3.6 placa de poliestireno expandido: plancha rígida o bien rigidizada gracias a revestimiento de otro material por una o dos de sus caras. 3.7 plancha de poliestireno expandido: elemento de aristas rectas cuyo espesor es significativamente menor a su longitud y a su anchura. 3.8 poliestireno expandido: termoplástico celular, con estructura de poros cerrados de baja densidad, obtenido del estireno por polimerización y expansión.

4 Clasificación 4.1 Según su comportamiento mecánico y forma de uso el poliestireno expandido para aislamiento térmico se clasifica en tres tipos. Tipo A): poliestireno expandido en perlas o granulado, compresible, de grado incapaz de recibir carga, para usar colocado en cavidades o extendido sobre la superficie del elemento a aislar; este material presenta densidades entre 8 y 15 kg/m3. Tipo B): poliestireno expandido rígido en planchas o bloques, compresible, capaz de recibir carga moderada, por ejemplo, para uso bajo la cubierta de techo; este material presenta densidades de 10 a 20 kg/m3. Tipo C): poliestireno expandido rígido en planchas o bloques, capaz de recibir cargas mayores para aplicaciones especiales. Por ejemplo, para uso bajo losas flotantes cargadas; presenta densidades sobre 20 kg/m3.

2

NCh1070

5 Características del poliestireno expandido 5.1 Uniformidad del material El material granulado, laminado, en planchas, placas y bloques no contiene componentes diferentes y su textura y densidad son relativamente uniformes con excepción de las superficies que podrán ser endurecidas con respecto al material interior (piel de moldeo) o estar cubiertas por diferentes materiales laminares.

5.2 Características mecánicas El material aislante deberá presentar características mecánicas adecuadas al uso a que se destinen y a su manipulación.

6 Requisitos de forma, dimensiones y densidad 6.1 Las placas y planchas tendrán aristas rectas y paralelas. 6.2 Las planchas debe poseer una estructura y espesor uniformes. En el caso de placas perfiladas, el perfil deberá ser uniforme sobre toda la superficie y/o arista.

6.3 Rectangularidad Las planchas deberán ser rectangulares y sus superficies planas. Los requisitos de rectangularidad se cumplen si en el ensayo respectivo la desviación de cada una de las medidas individuales no sobrepasa los 3 mm para una arista de 500 mm.

6.4 Tolerancia de dimensiones El material suministrado en forma de láminas, planchas y bloques en los tipos B y C debe cumplir con las tolerancias dimensionales indicadas en la tabla 1. Tabla 1 - Desviaciones dimensionales permisibles

1)

Espesor

1)

Ancho

Largo

Hasta 50 mm

Sobre 50 mm

± 2 mm

± 3 mm

± 1% ó ± 10 mm 1)

El valor menor es el determinante.

3

NCh1070 6.5 Densidad aparente 6.5.1 El poliestireno expandido en planchas y bloques se fabricará en las densidades aparentes nominales que se indican: a) 10 -

kg/m3;

b) 15 -

kg/m3;

c) 20 -

kg/m3;

d) 25 -

kg/m3;

e) 30 -

kg/m3;

f)

kg/m3.

40 -

6.5.2 El poliestireno expandido a granel, en perlas o granulado, se fabricará en densidades entre 8 y 15 kg/m3. 6.5.3 El promedio de la densidad aparente en estado seco del poliestireno expandido deberá ser al menos igual al valor nominal de suministro. 6.5.4 Valores de mediciones individuales no diferirán más allá de menos 10% del valor promedio.

7 Requisitos de conductividad térmica, resistencia mecánica, estabilidad dimensional y otras características 7.1 Conductividad térmica 7.1.1 La conductividad térmica ( λ ) del poliestireno experimentalmente de acuerdo a NCh850 o NCh851.

expandido

se

determina

7.1.2 Los valores normales de λ en función de la densidad del poliestireno expandido se dan en la tabla 2. Tabla 2 - Conductividad térmica del poliestireno expandido respecto a la densidad δ(20ºC) 3

4

δ kg/m

λ W/m K

10

0,036

15

0,035

20

0,035

25

0,034

30

0,034

NCh1070 7.2 Resistencia mecánica 7.2.1 Resistencia a la compresión para 10% de recalcado El promedio de la resistencia a la compresión en planchas ensayadas de acuerdo con NCh1905 será, según el tipo de material: Tipo B = 0,10 N/mm2; Tipo C = 0,15 N/mm2.

7.3 Estabilidad dimensional térmica 7.3.1 Los aislantes de poliestireno expandido tipo A deben presentar estabilidad dimensional a 70ºC, bajo ensayo descrito en NCh1905. 7.3.2 Los aislantes tipo B deben presentar estabilidad dimensional a 80ºC bajo carga según NCh1905. 7.3.3 Los aislantes tipo C deben presentar estabilidad dimensional a 70ºC bajo carga prescrita en NCh1905.

7.4 Variaciones dimensionales irreversibles 7.4.1 El material en planchas no debe presentar variaciones irreversibles de longitud superiores a 1% o inferiores a 0,3%, durante el ensayo según NCh1905.

7.5 Absorción volumétrica de agua 7.5.1 La absorción máxima volumétrica de agua será inferior o igual al 5% según ensayo descrito en NCh1905. NOTA - Debido a la imposibilidad práctica de secar totalmente las muestras rugosas, el valor especificado incluye el agua absorbida y el agua residual superficial de las probetas.

7.6 Permeabilidad al vapor de agua 7.6.1 La permeabilidad máxima promedio al vapor de agua, determinado en cuatro probetas según NCh852 y NCh1905 será, para el material preformado, inferior o igual a 7,5 ng/(s⋅m⋅Pa). 7.6.2 La permeabilidad al vapor de agua del poliestireno expandido se ensayará, siempre que corresponda, en probetas que contengan el revestimiento original.

5

NCh1070

8 Marcado 8.1 Para identificar los productos aislantes de poliestireno expandido, se deben indicar los datos siguientes, sea en el material mismo o en sus envases o embalajes: a) fabricante; b) producto, forma de entrega, tipo; c) densidad aparente nominal; d) espesor nominal; e) revestimiento; f)

valor del coeficiente de aislación térmica en 2  m ºC h  m K  ; W Y  kcal  2

g) nombre de la institución que ejecuta el control de calidad; h) contenido del paquete; i)

de acuerdo a NCh1070.

9 Envases y embalajes 9.1 Formas de suministro 9.1.1 Los productos de poliestireno expandido se entregan en las siguientes formas de suministro: a) perlas; b) granulado; c) bloques; d) planchas cortadas lisas; e) planchas cortadas perfiladas; f)

planchas moldeadas lisas;

g) placas moldeadas perfiladas; h) láminas; i)

piezas de formas especiales;

j)

medios caños;

k) planchas con recubrimientos.

6

NCh1070 9.2 El envase o embalaje llevará las marcas correspondientes según 8.1.

10 Muestras y probetas para ensayos 10.1 La extracción de probetas se hará según norma NCh43 y los ensayos se realizarán según NCh1905.

7

NORMA CHILENA OFICIAL INSTITUTO

NACIONAL

DE

NCh

NORMALIZACION

!

1070.Of84 INN-CHILE

Aislación térmica - Poliestireno expandido - Requisitos Thermal insulation - Expanded polystyrene - Requirements

Primera edición : 1984 Reimpresión : 1999

Descriptores:

aislación térmica, materiales de construcción, aislantes térmicos, poliestireno, requisitos

CIN 91.100.60; 83.140; 83.080 COPYRIGHT Dirección Casilla Teléfonos Telefax Web Miembro de

© 1984 : INSTITUTO NACIONAL DE NORMALIZACION - INN * Prohibida reproducción y venta * : Matías Cousiño Nº 64, 6º Piso, Santiago, Chile : 995 Santiago 1 - Chile : +(56 2) 441 0330 • Centro de Documentación y Venta de Normas (5º Piso) : +(56 2) 441 0425 : +(56 2) 441 0427 • Centro de Documentación y Venta de Normas (5º Piso) : +(56 2) 441 0429 : www.inn.cl : ISO (International Organization for Standardization) • COPANT (Comisión Panamericana de Normas Técnicas)

NORMA CHILENA OFICIAL

NCh1071.Of84

Aislación térmica - Lana mineral - Requisitos

Preámbulo El Instituto Nacional de Normalización, INN, es el organismo que tiene a su cargo el estudio y preparación de las normas técnicas a nivel nacional. Es miembro de la INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION (ISO) y de la COMISION PANAMERICANA DE NORMAS TECNICAS (COPANT), representando a Chile ante esos organismos. La norma NCh1071 ha sido preparada por la División de Normas del Instituto Nacional de Normalización, y en su estudio participaron los organismos y las personas naturales siguientes: Aislantes AISLAPOL S.A.C. e I. Colegio de Constructores Civiles A.G. Compañía Industrial El Volcán S.A. Instituto de Investigaciones y Ensayes de Materiales, IDIEM Instituto Nacional de Normalización, INN Ministerio de la Vivienda y Urbanismo, MINVU Ministerio de Obras Públicas, MOP Universidad Católica de Chile, Facultad de Ingeniería, Construcción Civil Universidad de Chile, Facultad de Arquitectura y Urbanismo

Carlos Büchner O. Walter von Bischhoffshausen N. Daniel Longueira S. Francisco Véliz A. Pedro Echeverría B. Agustín Echeverría C. Claudio Avilés A. Miguel Bustamante S. Gabriel Rodríguez J. Santiago Castillo R. Daniel Súnico H. René Silva M. Sergio Mendoza C. Morris Testa S.

I

NCh1071 Esta norma se estudió para establecer las características mínimas exigibles a la lana mineral como aislante térmico empleado en la construcción. Esta norma ha sido aprobada por el H. Consejo del Instituto Nacional de Normalización, en sesión efectuada el 20 de enero de 1984. Esta norma ha sido declarada Oficial de la República de Chile por Decreto N° 57, de fecha 9 de abril de 1984, del Ministerio de Vivienda y Urbanismo, publicado en el Diario Oficial N° 31.881 del 28 de mayo de 1984. Solamente se han actualizado las referencias a normas que aparecen en ella.

II

NORMA CHILENA OFICIAL

NCh1071.Of84

Aislación térmica - Lana mineral - Requisitos

O Introducción Esta norma se estudió para establecer las condiciones de calidad que debe cumplir la lana mineral en las diferentes formas empleadas en la construcción, exclusivamente con fines de aislación térmica.

1 Alcance y campo de aplicación 1.1 Esta norma establece los requisitos que debe cumplir la lana mineral en general, sea en forma suelta, granulada, en colchonetas libres o revestidas por una o dos caras, o bien en planchas rígidas o semi-rígidas, planas o en forma de caños premoldeados. 1.2 Esta norma también se aplica a la lana mineral recubierta con diferentes materiales, siempre que éstos no desmejoren el coeficiente de aislación térmica de aquella.

2 Referencias NCh31/4 - ISO 31/4 NCh43 NCh849 NCh850 NCh851 NCh852 NCh853

Magnitudes y unidades de calor. Selección de muestras al azar. Aislación térmica – Transmisión térmica – Terminología, magnitudes, unidades y símbolos Aislación térmica – Método para la determinación de la conductividad térmica. Aislación térmica – Determinación de coeficientes de transmisión por el método de la cámara térmica. Acondicionamiento ambiental - Materiales de construcción – Determinación de la permeabilidad al vapor de agua. Acondicionamiento ambiental térmico – Muros y complejos de techumbre – Cálculo de resistencia y transmitancia térmicas.

1

NCh1071 NCh1079 NCh19181)

Arquitectura y construcción - Zonificación climático habitacional para Chile y recomendaciones para el diseño arquitectónico. Aislación térmica – Lana mineral - Ensayos.

3 Terminología 3.1 colchoneta de lana mineral flexible: lana mineral, con o sin aglutinante, que conforma planchas flexibles o enrollables. 3.2 colchoneta de lana mineral rígida: lana mineral con aglutinante que conforma planchas relativamente autosoportantes. 3.3 lana mineral: material fibroso, obtenido a partir de materias silíceas fundidas y sometidas a un procedimiento de estirado y/o soplado con aire o vapor a presión, para convertirla en fibras muy delgadas. Las fibras pueden unirse entre sí, por medio de la aplicación de un aglutinante sintético. 3.4 lana mineral granulada: lana mineral suelta cortada en copos. 3.5 lana mineral suelta: lana mineral cuyas fibras no se han unido ni alterado por ningún procedimiento. 3.6 medios caños de lana mineral: elementos en forma de mantos semi-cilíndricos.

4 Clasificación 4.1 Según su comportamiento mecánico y forma de uso, la lana mineral se clasifica en cuatro tipos: Tipo a): lana mineral suelta y/o granulada, compresible, de grado incapaz de recibir carga, para ser colocada en cavidades o extendida sobre la superficie del elemento a aislar; este material se presenta en densidades inferiores a 50 kg/m3. Tipo b): lana mineral flexible o semi-rígida, tal como planchas o colchonetas, compresibles, incapaz de recibir carga, para ser extendida sobre la superficie del elemento por aislar o colocar entre elementos rígidos. Estos aislantes podrán estar provistos de cubiertas de papel, cartón, hojas de material plástico y, a veces, de láminas reflectantes, metálicas o plásticas; este material presenta densidades inferiores a 100 k/m3 Tipo c): lana mineral rígida, tal como bloques, planchas, caños, que conservan su forma durante los procesos comunes de manipulación, pero incapaz de recibir carga. Estos aislantes podrán estar provistos de cubiertas de papel, cartón, láminas metálicas, láminas plásticas, género, mallas de alambre, etc. Densidad sobre 100 kg/m3.

1

)

2

Norma en estudio

NCh1071 Tipo d): lana mineral rígida, similares a c) pero capaz de recibir carga. Este material puede emplearse en estado comprimido, por ejemplo, bajo pisos flotantes.

5 Características de la lana mineral 5.1 Uniformidad del material Los aislantes de lana mineral en planchas, colchonetas o elementos preformados, con o sin recubrimientos, presentarán un cuerpo uniforme de fibras, sin componentes gruesos o grumos de material fundido. Su densidad y constitución serán relativamente uniformes, con excepción de las superficies cuando estén recubiertas con materiales laminares.

5.2 Características mecánicas Los aislantes de lana mineral deberán presentar características mecánicas adecuadas al uso a que se destinen y a su manipulación.

6 Requisitos de forma, dimensiones y densidad 6.1 Las colchonetas y planchas rígidas o semi-rígidas, con sin recubrimiento, tendrán forma rectangular con bordes rectos y paralelos. 6.2 Los productos de lana mineral tendrán espesor y densidad aparente uniformes.

6.3 Dimensiones 6.3.1 Los anchos y los largos normales de las diferentes formas de entrega serán los indicados en la tabla 1. Tabla1 - Anchos y longitudes normales (nominales de entrega) de productos de lana mineral. FORMA DE ENTREGA Colchoneta libre Colchoneta revestida con papel por una o dos caras Planchas rígidas o semi-rígidas Colchoneta con malla

ANCHO NORMAL mm 500

LONGITUD NORMAL mm 1 200

460

2 400

500

1 200

1 000

3 000

TOLERANCIA DE CADA VALOR INDIVIDUAL CON RESPECTO AL NOMINAL

±3%

Nota – Otras dimensiones que puedan fabricarse en forma especial mantendrán la tolerancia.

6.3.2 Los espesores de las diferentes formas de suministro tendrán una tolerancia de ± 5 mm respecto al valor nominal. 3

NCh1071 6.4 Densidad aparente (tolerancia) 6.4.1 El promedio de la densidad aparente en estado seco de la lana mineral deberá ser al menos igual al valor nominal de suministro. 6.4.2 Por la naturaleza del material se acepta una tolerancia de ± 15% en los valores individuales de la densidad aparente.

7 Requisitos de conductividad térmica, características mecánicas y otras 7.1 Conductividad térmica 7.1.1 La conductividad térmica (λ) de la lana mineral se determina experimentalmente de acuerdo a NCh850 o NCh851. 7.1.2 Los valores normales de λ en función de la densidad de la lana mineral se dan en la tabla 2. Tabla 2 - Conductividad térmica de lana mineral libre respecto a la densidad aparente δ kg/m3 (20 °C). δ Kg/m3 40

λ W/m K 0, 048

50

0, 042

60

0, 040

70

0, 038

80

0, 037

90

0, 037

100

0, 038

110

0, 040

120

0, 041

130

0, 042

7.2 Características mecánicas 7.2.1 Flexibilidad Las colchonetas, designadas como flexibles deberán cumplir con el ensayo de doblado especificado en NCh1918.

4

NCh1071

7.2.2 Resiliencia

Los productos de lana mineral, designados como flexibles y resilientes, deberán cumplir con las condiciones del ensayo de doblado, especificado en NCh1918.

7.2.3 Rigidez Los productos preformados de lana mineral (planchas y bloques), incluyendo el revestimiento eventual, designados como rígidos y semi-rígidos deberán cumplir con el ensayo de flexión especificado en NCh1918.

7.2.4 Espesor bajo carga Los productos de lana mineral capaces de soportar carga deben mantener los espesores que se indican en la tabla 3. Tabla 3 - Espesores normales (nominales de entrega) de productos de lana mineral capaces de recibir carga. ESPESOR NORMAL (DE ENTREGA) MEDIDO BAJO PRESION DE 250 N/m2

TOLERANCIAS

25 mm

+ 15 %

40 mm

+ 10 %

50 mm

+

75 mm

+ 5%

100 mm

+ 4%

7%

Nota – Estos espesores se miden según NCh1918.

7.3 Absorción de humedad La absorción máxima de humedad aceptable para la lana mineral, determinada según NCh1918 será igual o menor al 5, 0% en peso referido al aislante seco.

7.4 Permeabilidad al vapor de agua La permeabilidad máxima promedio al vapor de agua determinada según NCh852 y NCh1918 será igual o menor a 160 ng/ (s ∙ m ∙ Pa).

8 Marcado 8.1 Para identificar los productos aislantes de lana mineral, se deben indicar los datos siguientes, sea en el material mismo o en sus envases o embalajes: a) fabricante; 5

NCh1071 b) producto, forma de entrega, tipo; c) densidad aparente nominal; d) espesor nominal; e) revestimiento;  m 2 °C h  m2 K ; y  W  kcal  g) nombre de la institución que ejecuta el control de calidad; f)

valor del coeficiente de aislación térmica en

h) contenido del paquete; e i)

de acuerdo a NCh1071

9 Envases y Embalajes 9.1 Formas de suministro 9.1.1 Los productos de lana mineral se entregan en las siguientes formas de suministro: a) suelta a granel; b) suelta empaquetada; c) colchoneta libre; d) colchoneta revestida por una cara; e) colchoneta revestida por ambas caras; f)

planchas rígidas;

g) planchas semi-rígidas; h) colchonetas con malla; i)

medios caños.

9.2 El envase o embalaje llevará las marcas correspondientes según 8.1

10 Muestras y probetas para ensayos 10.1 La extracción de probetas se hará según norma NCh43 y los ensayos se realizarán según NCh1918. 6

NORMA CHILENA OFICIAL INSTITUTO

NACIONAL

DE

NCh

NORMALIZACION

!

1071.Of84 INN-CHILE

Aislación térmica - Lana mineral - Requisitos Thermal insulation - Mineral wool - Requirements

Primera edición : 1984 Reimpresión : 1999

Descriptores:

aislación térmica, materiales de mineral, requisitos

construcción, aislantes térmicos, lana

CIN 91.120.30 COPYRIGHT Dirección Casilla Teléfonos Telefax Web Miembro de

© 1984 : INSTITUTO NACIONAL DE NORMALIZACION - INN * Prohibida reproducción y venta * : Matías Cousiño Nº 64, 6º Piso, Santiago, Chile : 995 Santiago 1 - Chile : +(56 2) 441 0330 • Centro de Documentación y Venta de Normas (5º Piso) : +(56 2) 441 0425 : +(56 2) 441 0427 • Centro de Documentación y Venta de Normas (5º Piso) : +(56 2) 441 0429 : www.inn.cl : ISO (International Organization for Standardization) • COPANT (Comisión Panamericana de Normas Técnicas)

NORMA CHILENA OFICIAL

NCh1079.Of77

Arquitectura y construcción - Zonificación climático habitacional para Chile y recomendaciones para el diseño arquitectónico

Preámbulo El Instituto Nacional de Normalización, INN, es el organismo que tiene a su cargo el estudio y preparación de las normas técnicas a nivel nacional. Es miembro de la INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION (ISO) y de la COMISION PANAMERICANA DE NORMAS TECNICAS (COPANT), representando a Chile ante esos organismos. La norma NCh1079 ha sido preparada por la División de Normas del Instituto Nacional de Normalización, y en su estudio participaron los organismos y las personas naturales siguientes: Corporación de la Vivienda, CORVI, Sub Depto. de Diseño Instituto de Investigaciones y Ensayes de Materiales, IDIEM Instituto Nacional de Normalización, INN Universidad Católica de Chile, Depto. de Planificación Habitacional Universidad de Chile, Depto. de Tecnologías y Administración de Obras

Hernán Russo Gabriel Rodríguez J. Hernán Behm R. Hernán Pavez G. Joan Mac Donald Morris Testa

Esta norma se estudió para establecer en Chile una zonificación climático habitacional que facilite el diseño arquitectónico. Los anexos no forman parte del cuerpo de la norma, se inserta sólo a título informativo.

I

NCh1079 Esta norma ha sido aprobada por el H. Consejo del Instituto en sesión efectuada el 13 de Octubre de 1976. Esta norma ha sido declarada norma chilena Oficial de la República por Decreto N°1474, de fecha 10 de Octubre de 1977, del Ministerio de Obras Públicas, publicado en el Diario Oficial N°29.914 del 17 de Noviembre de 1977. Esta norma es una reedición sin modificaciones de la norma chilena Oficial NCh1079.Of77, Arquitectura y construcción – Zonificación climático habitacional para Chile y recomendaciones para el diseño arquitectónico, vigente por Decreto N°1474, de fecha 10 de Octubre de 1977, del Ministerio de Obras Públicas. Solamente se han actualizado las Referencias a normas que aparecen en ella.

II

NORMA CHILENA OFICIAL

NCh1079.Of77

Arquitectura y construcción - Zonificación climático habitacional para Chile y recomendaciones para el diseño arquitectónico

1 Alcance 1.1 Esta norma establece una zonificación climático habitacional para Chile, con el objeto de facilitar un adecuado diseño arquitectónico. 1.2 Esta norma se aplica en la elaboración de proyectos de edificios para a aquellas zonas del país clasificadas en el párrafo 4.1.

2 Referencias NCh853

Acondicionamiento térmico – Envolvente térmica de edificios – Cálculo de resistencias y transmitancias térmicas.

3 Terminología 3.1 temperatura (instantánea): temperatura del aire expresada en °C, que indica el termómetro del bulbo seco, en cualquier instante del día. NOTA – En general se toma cada hora, o por lo menos a las 12, a las 18 y las 24 T U (Hora de Greenwich).

3.2 temperatura máxima: temperatura más elevada que se observa dentro de un lapso dado. NOTA – Generalmente 1 día, 1 mes, 1 año.

3.3 temperatura mínima: temperatura más baja que se observa dentro de un lapso dado. NOTA – Ver 3.2.

1

NCh1079 3.4 temperatura media del día: promedio aritmético de las temperaturas especificadas en 3.1. NOTA – En Chile como en muchos países que no siempre disponen de registro continuo, se registran las temperaturas de las 12 h, de las 24 h, la máxima y la mínima, lo que da valores suficientemente cercanos a los reales.

3.5 temperatura máxima media: promedio aritmético de las temperaturas definidas en 3.2, registradas durante el mayor número posible de años consecutivos. Puede ser diaria, mensual o anual. 3.6 temperatura mínima media: promedio aritmético de las temperaturas definidas en 3.3, registradas durante el mayor número posible de años consecutivos. Puede ser diaria, mensual o anual. 3.7 temperatura media diaria: promedio aritmético de las temperaturas definidas en 3.4, registradas durante el mayor número posible de años consecutivos. NOTAS 1)

Ver 3.4.

2)

La temperatura media diaria determinada a partir del termograma se aproxima mucho al promedio aritmético de las lecturas horarias durante las 24 h del día. Pero difiere generalmente de 0,5°C a 1°C de la temperatura media diaria calculada según Nota 3.

3)

En algunos países se leen las temperaturas en tres o cuatro momentos establecidos del día, que se promedian. Estas diferencias en las observaciones dificultan algo la comparación de datos climatológicos entre los diferentes países.

3.8 temperatura media mensual: promedio aritmético de las temperaturas definidas en 3.4, registradas durante todos los días de un mes. 3.9 temperatura media del año: promedio aritmético de las temperaturas definidas en 3.4, obtenido de la totalidad de los días del año. También se puede obtener, con bastante aproximación, del promedio de las temperaturas medias de los doce meses del año (3.8). 3.10 oscilación diaria: diferencia de temperaturas entre la máxima y la mínima de un día. NOTA – Sobre el océano las oscilaciones medias de temperaturas son pequeñas, porque el agua absorbe la energía radiante distribuyendo el calor a través de una capa gruesa. La oscilación media diaria de temperatura y la anual aumentan generalmente en las zonas costeras con la altitud y con la distancia del océano. Para las zonas centrales, la oscilación media diaria de temperatura depende de la altitud y aridez, como también de la estación del año (altura de recorrido del sol).

3.11 oscilación media anual: diferencia de temperaturas media mensuales entre el mes más caluroso y el mes más frío. NOTA – Ver 3.10.

2

NCh1079 3.12 humedad relativa: razón entre la fracción molar del vapor de agua contenida en el aire húmedo y la fracción molar del vapor de agua en el aire saturado a la misma temperatura y presión, se expresa en porcentaje (se mide directamente por un higrómetro o higrógrafo e indirectamente por un psicrómetro). 3.13 precipitación media anual: promedio aritmético de las precipitaciones anuales caídas sobre una localidad durante varios años consecutivos. 3.14 insolación: promedio de la cantidad de energía solar recibida por la tierra, por unidad de superficie. Se expresa en cal/cm2/día. 3.15 soleamiento: lapso durante el cual los rayos solares inciden en un determinado punto geográfico. Se expresa en h/sol/día. 3.16 nubosidad: porcentaje del cielo total, cubierto por nubes. Se expresa en décimas.

4 Zonificación climático habitacional 4.1 La zonificación climático habitacional para Chile, que establece esta norma, comprende las zonas que se indican en Tabla 1, y que se representan en el mapa, incluido en página 5. 4.2 Esta clasificación de nueve zonas, no incluye: Territorio Antártico Chileno, Isla de Pascua, Archipiélago de Juan Fernández, Islas Sala y Gómez, San Félix y San Ambrosio. 4.3 La localización y características generales de cada zona, se indican en Tabla 2. 4.4 Las características climáticas de las zonas, se indican en Tabla 3. NOTAS 1)

Las cifras indicadas corresponden a aquellas localidades representativas de las características climáticas de la zona respectiva, que aparecen subrayadas en el texto.

2)

(-) significa inexistencia de datos.

3)

Las cifras entre paréntesis, corresponden a valores aproximados.

4)

Las letras E y J significan Enero y Julio, respectivamente.

5)

Una apreciación cualitativa de los parámetros indicados en esta Tabla, se expresan en Anexo B.

3

EN BLANCO

5 Recomendaciones para el diseño arquitectónico

NCh1079

5.1 Transmitancia térmica de la envolvente y pendiente de cubierta Los valores recomendados, tanto de transmitancia térmica de los elementos envolventes, como de pendientes de cubierta, se indican en la Tabla 4. 5.2 Recomendaciones relativas a protecciones y calefacción, se incluyen en Anexo A. Tabla 1 – Zonas climático habitacionales de Chile NL

Norte Litoral

ND

Norte Desértica

NVT

Norte Valle Transversal

CL

Central Litoral

CI

Central Interior

SL

Sur Litoral

SI

Sur Interior

SE

Sur Extremo

An

Andina

NOTA – La zona Central Interior es aquella comprendida entre la zona Central Litoral y la zona Andina.

5

NCh1079 Tabla 2 – Localización y descripción del clima por zonas Zona

NL

Localización

Características generales

Norte litoral: Se extiende desde el límite con el Perú hasta el río Aconcagua, ocupando la faja costera al lado occidental de la Cordillera de la Costa, hasta donde se deja sentir directamente la influencia del mar. En los valles que rematan los ríos y quebradas se producen penetraciones de esta zona hacia el interior.

Zona desértica con clima dominante marítimo. Poca oscilación diaria de temperatura. Nubosidad y humedad que disipa al medio día. Soleamiento fuerte en las tardes. Lluvias nulas en el norte y débiles en el Sur. Vientos de componente W. Atmósfera y suelo salinos. Vegetación nula o escasa.

Ancho variable llegando aproximadamente.

ND

NVT

CL

CI

SL

SI

hasta

50

km

ocupa la planicie Norte desértica: comprendida entre ambas cordilleras (de la Costa y de los Andes). Desde el límite con el Perú hasta la altura de Potrerillos, Pueblos Hundido y Chañaral excluidos. Como límite oriental puede considerarse la línea de nivel 3 000 m aproximadamente.

Zona desértica, sin lluvias, calurosa. Atmósfera limpia con fuerte radiación solar. Noches frías. Fuerte oscilación diaria de temperaturas. Ambiente seco. Vegetación nula. La cruza el río Loa, formando una angosta subzona de microclima particular. Vientos fuertes.

Norte valles transversales: ocupa la región de los cordones y valles transversales al oriente de la zona NL excluida la Cordillera de los Andes por sobre 400 m y desde Pueblo Hundido hasta el valle del río Aconcagua, excluido.

Zona semidesértica. Veranos largos y calurosos. Microclimas en los valles. Lluvias escasas aumentando hacia el sur. Fuerte radiación solar y oscilación diaria de temperaturas. Escasas nubosidad. Vegetación en aumento. Vientos irregulares. Atmósfera relativamente seca.

Central litoral: cordón costero continuación zona NL desde el Aconcagua hasta el valle del Bío-Bío excluido. Penetra ampliamente en los anchos valles que abren las desembocaduras de los ríos.

Zona con clima marítimo. Inviernos cortos de 4 a 6 meses. Temperatura templada. Nubosidad en verano disipa a mediodía. Lluvias importantes. Vientos de componente W. Suelo y ambiente salinos y relativamente húmedos. Vegetación normal.

Central interior: valle central comprendido entre la zona NL y la precordillera de los Andes por bajo los 1 000 m. Por el N comienza con el valle del Aconcagua o por el S llega hasta el valle del Bío-Bío excluido.

Zona de clima mediterráneo. Temperaturas templadas. Inviernos de 4 a 5 meses. Vegetación normal. Lluvias y heladas en aumento hacia el S. Insolación intensa en verano especialmente hacia el NE. Oscilación diaria de temperatura moderada, aumentando hacia el E. Viento del SW.

Sur litoral: Continuación de zona CL desde el Bío-Bío hasta Chiloé y Puerto Montt. Variable en anchura, penetrando por los valles de los numerosos ríos que la cruzan.

Zona de clima marítimo, lluvioso. Inviernos largos. Suelo y ambiente salinos y húmedos. Vientos fuertes de componente W. Vegetación robusta. Temperatura templada a fría.

Sur interior: continuación de zona CI desde el Bío-Bío incluido, hasta la ensenada de Reloncaví. Hacia el E, hasta la Cordillera de los Andes por debajo de los 600 m aproximadamente.

Zona lluviosa y fría con heladas frecuentemente. Veranos cortos de 4 a 5 mese con insolación moderada. Lagos y ríos numerosos, con microclimas. Vegetación robusta. Ambiente y suelo húmedo. Vientos S y SW.

(Continúa)

6

NCh1079 Tabla 2 – Localización y descripción del clima por zonas

(Conclusión)

Sur extremo : La constituye la región de los Zona fría y muy lluviosa, disminuyendo de W a E. canales y archipiélagos desde Chiloé hasta Clima especialmente marítimo en zonas bajas. Fuertes Tierra del Fuego. Contiene una parte vientos. Nubosidad casi permanente. Veranos muy cortos. Suelo y ambiente muy húmedo. Vegetación continental hacia el E. muy robusta. Heladas y nieve en zonas altas como asimismo radiación solar moderada en verano. Microclimas importantes en el interior. *)

SE

An

*)

Andina*): comprende la faja cordillerana y precordillerana superior a los 3 000 m de altitud en el Norte (Zona Altiplánica) que bajando paulatinamente hacia el Sur se pierde al Sur de Puerto Montt. > 900 m de altitud.

Zona de atmósfera seca, grandes oscilaciones de temperatura entre día y noche. Tormentas de verano en el altiplano (norte). Ventiscas y nieve en invierno. Vegetación de altura. Gran contenido de ultravioleta en la radiación solar. Dado que presenta grandes diferencias en latitud y altura, presenta características muy particulares a lo largo de ella, siendo en general de condiciones muy severas.

La componen varias subzonas actualmente poco estudiadas debido a su baja densidad poblacional.

7

NCh1079 Tabla 3 – Características climáticas de las zonas – Valores medios

ZONA

Temperatura °C Localidades más importantes

1

2

Media

Oscilación diaria

Insolación cal/cm2 día

Soleamiento horas sol día

Humedad relativa %

Nubosidad décimas

Precipitación mm

E 3

J 4

E 5

J 6

E 7

J 8

21 Dic 9

21 Jun 10

E 11

J 12

E 13

J 14

Anual 15

20,5

14,9

7,3

5,0

(600)

250

13,3

10,9

72

75

4,0

7,6

2,6

Muy caluroso

Templado

máx 1 día 16

Vientos predomi nantes

Heladas Años

Nieve días año

N° Meses

Salinidad Atmósfera

Suelo

Altura

17

18

19

20

21

22

23

S

0

0

0

-

-

< 500 m en el norte

si

si

< 300 m en el Sur

Arica Pisagua

NORTE

NL LITORAL

Iquique

12,8

Tocopilla Antofagasta Taltal Chañaral

Baja

Baja

Fuerte

Baja

Alta

Alta

Mediana

Alta

Baja

no

no

Caldera Huasco La Serena

18,5

11,6

16,9

8,0

Caluroso

Frío

7,7

7,6

570

240

13,9

10,1

74

80

5,4

6,5

120

89

N-W

0

0

0

-

-

-

(610)

(340)

13,5

10,5

-

36

-

-

(45)

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

Coquimbo Los Vilos

ND NORTE DESERTICA

Huara Pozo Almonte Calama

17,6

20,2

Quillagua María Elena

Alta

Alta

Fuerte

Normal

Baja

Baja

Muy Baja

Muy Baja

Muy Baja

Baquedano

May/Oct si hacia el E

> 700 m < 3 000 m

Catalina Refresco

19,2

11,8

Copiapó

20,4

11,4

Vallenar

Muy caluroso

Frío

19,5

10,6

16,7

18,0

(600)

(300)

13,6

10,4

290

13,8

10,3

45

40

1,7

1,8

9

-

S-W y N

0

0

-

-

-

24

-

-

Jun/Ag.

-

0

no

no

NVT – NORTE VALLES TRANSVERSALES

Pueblo Hundido

Vicuña Ovalle

16,2 Alta

15,0 Media

620 Fuerte

Normal

61 Normal

60 Alta

Baja

Baja

Baja

> 400 m < 2 500 m

15,6

11,4

660

270

14,0

10,1

61

75

132

-

-

Julio

-

0

-

-

Combarbalá Illapel

(Continúa)

8

NCh1079 Tabla 3 – Características climáticas de las zonas – Valores medios

ZONA

Temperatura °C Localidades más importantes

1

2

Media

Insolación cal/cm2 día

Soleamiento horas sol día

Humedad relativa %

Nubosidad décimas

Precipitación mm

Vientos predomi nantes

J 4

E 5

J 6

Meses E 7

J 8

21 Dic 9

21 Jun 10

14,2

9,9

E 11

J 12

Salinidad Altura

N°

Oscilación diaria

E 3

Nieve días año

Heladas

E 13

J 14

Anual 15

máx 1 día 16

Atmósfera

Años

17

18

19

20

S-W

0

0

0

21

Suelo 22

23

CL CENTRAL LITORAL

Quinteros Viña del Mar Valparaíso San Antonio

17,8

11,4

9,2

7,3

(520)

(160)

Caluroso

Frío

Baja

Baja

Normal

Baja

15,1

10,3

7,0

5,9

(520)

(150)

14,4

20,7

7,9

17,0

11,3

570

130

14,3

Muy caluroso

Frío

Alta

Media

Fuerte

Muy Baja

19,3

8,1

70

78

4,0

6,1

463

Alta

Muy Alta

Baja

Alta

Alta

9,7

82

85

3,0

6,3

824

105

S

Julio

1

9,8

52

79

1,7

5,8

367

103

N-W

Jun.Sep

15

Normal

Alta

Muy Baja

Mediana

Alta

Pichilemu Constitución

171

-

-

si

si

< 250 m

0

-

-

-

0,7

-

-

-

si (sobre 500 m)

no

no

-

-

-

si

no

< 200 m

-

-

-

Chanco

CI CENTRAL INTERIOR

San Felipe Los Andes Santiago Rancagua Curicó Talca

> 100 m < 1 000 m

Linares Cauquenes Chillán

17,9

8,3

(580)

(130)

14,6

9,6

14,5

9,5

54

81

-

-

1 033

-

S

May.Sep.

23

-

118

S-W

Jul.Sep.

<5

0

SL SUR LITORAL

Tomé Concepción

16,6

8,7

14,2

8,5

580

150

Talcahuano

Templado

Frío

Media

Baja

Normal

Muy Baja

16,7

7,4

12,8

6,2

(500)

90

Coronel

75

88

2,8

6.4

1 338

Alta

Muy Alta

Baja

Alta

Muy Alta

70

89

3,7

7,4

2 490

Arauco Lebú Valdivia

14,9

9,2

174

NyS

Jun.Sep.

12

0

Puerto Montt

(Continúa)

9

NCh1079 Tabla 3 – Características climáticas de las zonas – Valores medios

ZONA

Temperatura °C Localidades más importantes

Media

Insolación cal/cm2 día

Soleamiento horas sol día

Humedad relativa %

Nubosidad décimas

Precipitación mm

Vientos predomi nantes

Nieve días año

Heladas

Salinidad Altura

N°

Oscilación diaria

Meses

Años

Suelo

E 3

J 4

E 5

J 6

E 7

J 8

21 Dic 9

21 Jun 10

E 11

J 12

E 13

J 14

Anual 15

18,0

7,4

16,5

7,5

520

130

14,7

9,3

60

86

3,2

7,4

1 208

Templado

Frío

Alta

Baja

Normal

Muy Baja

Alta

Muy Alta

Baja

Alta

Muy Alta

Osorno

14,9

6,3

17,2

7,6

< 450

(100)

15,0

9,1

70

86

-

-

1 330

-

-

Mar. Oct.

38

0,5

-

-

-

Ancud

13,8

7,9

6,5

4,7

450

90

15,1

9,0

82

87

6,1

7,8

2 148

119

NyW

May. Sep.

(18)

0,1

-

-

-

15,5

8,5

171

S-W

Abr./Oct.

>20

si (hacia el E y S

si

no

< 500 m

1

2

máx 1 día 16

Atmósfera

17

18

19

20

21

22

23

S

May.Sep.

15

0,4

-

-

-

si (sobre 400 m)

no

no

> 100 m < 700 m

AN ANDINA

SE SUR EXTREMO

SI SUR INTERIOR

Los Angeles Traiguén

137

Angol Curacautín Temuco Loncoche

Castro Aysén

14,1

4,5

7,6

5,0

(450)

(80)

Puerto Natales

Frío

Muy Frío

Baja

Baja

Normal

Muy Baja

Punta Arenas

11,2

2,2

8,2

4,7

490

80

16,8

Potrerillos

13,7

8,5

8,6

8,3

> 600

> 300

13,7

El Teniente

15,5

4,3

9,7

8,4

(560)

(200)

14,4

Lonquimay

15,5

1,5

20,9

9,4

(580)

(150)

14,8

76

90

7,8

8,2

2 940

Alta

Muy Alta

Alta

Alta

Muy Alta

7,4

68

80

6,7

5,9

416

98

W

Abr./Oct.

52

18

10,4

39

23

1,5

2,4

62

114

S-W y E

May/Oct.

15

2,1

-

-

> 3 000 m en el N

9,8

40

61

2,0

5,2

1 073

159

N-E

Feb./Oct.

68

37

no

no

> 1 000 m en el centro

9,4

59

82

3,5

7,8

1 850

129

S y S-W

En./Dic.

145

28

> 800 m en el Sur

(Conclusión)

10

NCh1079 Tabla 4 – Transmitancia térmica de la envolvente y pendientes de cubierta

Zona

NL

Transmitancia térmica de la envolvente, valores máximos w/m2.k Elementos Techumbre perimetrales 2,6 0,8

Zona

Pendiente de cubierta, valores mínimos

NL

Superficie rugosa % 10

Superficie lisa % 5

ND

2,1

0,8

ND

10

5

NVT

2,1

0,8

NVT

15

8

CL

2,0

0,9

CL

20

10

CI

1,9

0,9

CI

15

8

SL

1,8

1,0

SL

30

15

SI

1,7

0,9

SI

30

20

SE

1,6

0,7

SE

30

25

An

1,6

0,7

An

40

30

NOTAS 1)

Para cálculo de transmitancia térmica consultar NCh853.

2)

Superficie lisa se refiere a planchas metálicas o similares rugosa se refiere al resto de los materiales de cubierta.

11

NCh1079

Anexo A (Informativo)

Recomendaciones sobre protecciones y calefacción A.1 Protecciones A.1.1 Humedad del aire En todas las zonas, excepto en las zonas ND y NVT, los elementos constructivos deberán estar protegidos contra la humedad proveniente del aire. A.1.2 Humedad del terreno En todas las zonas, excepto en las zonas NL, ND y NVT, los elementos constructivos deberán estar protegidos contra la humedad proveniente del terreno. A.1.3 Soluciones salinas En todas las zonas, excepto en las zonas NVT y SL, los elementos constructivos deberán estar protegidos contra las soluciones salinas. A.1.4 Protección contra el sol En general, deberá tenerse en cuenta la protección de muros y cubiertas que tengan las orientaciones señaladas en Tabla A.1, según la zona respectiva. Tabla A.1 – protección contra el sol

NL

Orientación de muros que requieren protección W

Protección de cubierta Si

ND

E- W

Si

NVT

E-W

Si

CL

W

--

CI

E-W

Si

SL

W-N

--

SI

E-N

--

SE

-

--

An

W

Si

Zona

A.2 Calefacción A.2.1 En los edificios ubicados en todas las zonas, excepto en las zonas NL, ND y NVT, es necesario prever la ubicación de los calefactores, según el sistema de calefacción que se disponga, y de los ductos de evacuación de gases al exterior. 12

NCh1079

Anexo B (Informativo)

Apreciación cualitativa de parámetros indicados en la Tabla 3 En esta Tabla se ha colocado, junto a los valores numéricos, una apreciación cualitativa y relativa de cada parámetro. Esta apreciación se ha hecho según la siguiente pauta:

B.1 Temperatura media (t) Muy alta Alta Mediana Baja Muy baja

-

muy caluroso caluroso templado frío muy frío

19°C 17°C 12°C

≥ 19°C ≥ 17°C ≥ 12°C ≥ 7°C < 7°C

> > >

t t t t t

≥

OD ≥ 19°C OD ≥ 9°C OD ≤ 8°C

B.2 Oscilación diaria (OD) Alta Media Baja

14°C

B.3 Insolación (i) Fuerte Normal Baja Muy baja

550 250

i i i i

> >

≥ ≥ ≥ <

550 cal/cm2/día 250 cal/cm2/día 150 cal/cm2/día 150 cal/cm2/día

B.4 Humedad relativa (HR) Muy alta alta Normal baja Muy baja

80% 65% 45%

HR HR HR HR HR

> > >

≥ ≥ ≥ ≥ <

80% 65% 45% 35% 35%

B.5 Nubosidad (N) Muy alta alta Mediana baja Muy baja

10 8 6 4 2

≥ > > > >

N N N N N

≥ ≥ ≥ ≥ <

8 6 4 2 0

décimas décimas décimas décimas décimas

13

NCh1079 B.6 Precipitación anual (PA) Muy alta Alta Mediana baja

14

1 200 500 150

PA > PA > PA > PA

≥ ≥ ≥ ≥

1 200 mm 600 mm 200 mm 50 mm

NCh1079

Anexo C (Informativo)

Origen de los valores indicados en la Tabla 3, características climáticas de las zonas C.1

ALMEYDA E. y SAEZ F. Recopilación de datos climáticos de chile y mapas sinópticos respectivos. Ministerio de Agricultura, Santiago - Chile 1958.

C.2

FUENZALIDA H. Clima. Geografía Económica de Chile. CORFO (Apéndice I), Santiago – Chile 1966.

C.3

FUERZA AREA DE CHILE. Oficina Meteorológica Anuarios Meteorológicos, años 1950 a 1970.

C.4

GEOGRAFIA DE CHILE. S. Chilena de Historia y Geografía. Zig - Zag, 1996.

C.5

GOBIERNO DE CHILE. Proyecto Hidrometeorológico, Naciones Unidas. Climatologia de Chile. Fascículo I, período 1916- 1945 Santiago – Chile 1964.

C.6

RODRIGUEZ J., G. El clima chileno y su relación con la construcción habitacional, Revista del IDIEM, Vol. 11, N°3,1972.

C.7

RODRIGUEZ J., G. Zonificación climático - habitacional para chile, Revista del IDIEM, Vol. 12 N°3, 1973.

C.8

BUBOSI y ULRIKSEN, P. Distribution of Global Radiation over chile Paper N° 3/106 1970 International Solar Energy Soc. Conference. Melbourne, Australia.

15

NORMA CHILENA OFICIAL INSTITUTO

NACIONAL

DE

NCh

N O R M A L I Z AC I O N

!

1079.Of77 INN-CHILE

Arquitectura y construcción - Zonificación climático habitacional para Chile y recomendaciones para el diseño arquitectónico Architecture and construction - Climatic zoning for dwellings for Chile and recommendations for architectural design

Primera edición : 1977 Reimpresión : 2000

Descriptores:

diseño arquitectónico, zonas climáticas, chile, clasificación.

CIN 91.040; 91.120.30 COPYRIGHT Dirección Casilla Teléfonos Telefax Web Miembro de

© 1979 : INSTITUTO NACIONAL DE NORMALIZACION - INN * Prohibida reproducción y venta * : Matías Cousiño Nº 64, 6º Piso, Santiago, Chile : 995 Santiago 1 - Chile : +(56 2) 441 0330 • Centro de Documentación y Venta de Normas (5º Piso) : +(56 2) 441 0425 : +(56 2) 441 0427 • Centro de Documentación y Venta de Normas (5º Piso) : +(56 2) 441 0429 : www.inn.cl : ISO (International Organization for Standardization) • COPANT (Comisión Panamericana de Normas Técnicas)

NORMA CHILENA OFICIAL

NCh1905.Of83

Poliestireno expandido - Ensayos

Preámbulo El Instituto Nacional de Normalización, INN, es el organismo que tiene a su cargo el estudio y preparación de las normas técnicas a nivel nacional. Es miembro de la INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION (ISO) y de la COMISION PANAMERICANA DE NORMAS TECNICAS (COPANT), representando a Chile ante esos organismos. La norma NCh1905 ha sido preparada por la División de Normas del Instituto Nacional de Normalización, y en su estudio participaron los organismos y las personas naturales siguientes: Aislantes AISLAPOL S.A.C. e I. Centro de Estudios, Medición y Certificación de Calidad, CESMEC Ltda. Colegio de Constructores Civiles A.b. Compañía Industrial El Volcán

Carlos Büchner O. Sven Cornils Adolfo Fernández M. Francisco Véliz A. Claudio Avilés A. Pedro Echeverría B.

Instituto de Investigaciones y Ensayes de Materiales, IDIEM Miguel Bustamante S. Instituto Nacional de Normalización, INN Gabriel Rodríguez J. Ministerio de Vivienda y Urbanismo, MINVU Marco Antonio López T. Hernán Moreno P. Daniel Súnico H. PIZARREÑO S.A. Eduardo Valenzuela L. Universidad Católica de Chile, Facultad de Ingeniería, Construcción Civil Jorge Alliende B. Sergio Mendoza C. Universidad Católica de Chile, Depto. de Ingeniería Química Juan Antonio Guzmán M.

I

NCh1905 Universidad de Concepción, Depto. Mecánica Universidad de Concepción, Facultad de Ingeniería Universidad de Chile, Facultad de Arquitectura y Urbanismo

Rodolfo Neumann R. Aldo Moisan J. Morris Testa S.

Esta norma se estudió para establecer los ensayos necesarios para medir las condiciones de calidad que debe cumplir el poliestireno expandido en sus diferentes tipos, empleado en la construcción con fines de aislación térmica. Esta norma ha sido aprobada por el H. Consejo del Instituto Nacional de Normalización, en sesión efectuada el 30 de Diciembre de 1982. Esta norma ha sido declarada Oficial de la República de Chile por Decreto Nº 59, de fecha 29 de abril de 1983, del Ministerio de Vivienda y Urbanismo, publicado en el Diario Oficial del 27 de Mayo de 1983.

II

NORMA CHILENA OFICIAL

NCh1905.Of83

Poliestireno expandido - Ensayos

1 Alcance y campo de aplicación 1.1 Esta norma establece los distintos ensayos más comunes aplicables al control de calidad del poliestireno expandido. 1.2 Esta norma se refiere a los ensayos aplicables al poliestireno expandido sea a granel, granulado o en perlas como también a bloques, placas y planchas. 1.3 Esta norma sólo se aplica al poliestireno que se usa en la construcción con fines de aislación térmica.

2 Referencias NCh31/4 - ISO 31/4 NCh43 NCh849 NCh850 NCh851 NCh852 NCh929 NCh1068 NCh1070

Magnitudes y unidades de calor. Selección de muestras al azar. Aislación térmica - Transmisión térmica- Terminología, magnitudes, unidades y símbolos. Aislación térmica - Método para la determinación de la conductividad térmica en estado estacionario por medio del anillo de guarda. Aislación térmica - Determinación de coeficientes de transmisión por el método de la cámara térmica. Acondicionamiento ambiental - Materiales de construcción - Determinación de permeabilidad al vapor de agua. Metrología - Presentación de valores numéricos y procedimientos de conversión. Acondicionamiento ambiental - Materiales de construcción Determinación de la permeabilidad del aire. Poliestireno expandido - Requisitos.

1

NCh1905

2

NCh1905

3 Terminología 3.1 Los términos empleados en esta norma se definen en NCh849 y NCh1070.

4 Ensayos 4.1 Contextura de planchas o bloques 4.1.1 La uniformidad y homogeneidad del material deberá calificarse por inspección visual y táctil. 4.1.2 Las variaciones de la rectangularidad se miden por sus diagonales en 10 unidades, empleando una regla adecuada. Las probetas deben tener aristas mínimas de 500 mm. El valor se expresa en mm.

4.2 Dimensiones 4.2.1 Ancho, Longitud El ancho y el largo se miden en mm en 10 probetas. Las medidas se toman al centro de las aristas de las planchas y se aproximan a 1 mm. 4.2.2 Espesor de entrega El espesor se mide en 10 probetas de 500 mm x 1 000 mm, incluyendo eventuales recubrimientos. 4.2.2.1 Las probetas se colocan entre dos placas planas y cuadradas con arista de 500 mm de modo de poder medir sucesivamente ambas mitades de cada probeta. 4.2.2.2 El peso de la placa superior deberá corresponder, para densidades menores a 20 kg/m3, a una carga de 0,25 kN/m2 y para densidades iguales o mayores de 20 kg/m 3, a una carga uniforme de 1 kN/m². 4.2.2.3 El espesor de entrega se podrá medir con un calibre para profundidades o con un reloj de medición, a través de una abertura de medición en el centro de la placa superior. (Ver figura 1). El calibre para profundidades está provisto de un pasador puntiagudo con el que se perfora la probeta, en dirección perpendicular a sus caras. El recorrido del pasador entre ambas caras es la medida del espesor.

3

NCh1905

Figura 1 – Placa para determinación del espesor

4.2.2.4 Si no se efectúa la medición del espesor en el centro de la probeta (4.2.2.3), determinarlo midiendo la distancia entre ambas placas, en dos puntos diagonalmente opuestos, cerca de las esquinas; tomar el promedio. 4.2.2.5 Ejecutar la medición del espesor según 4.2.2.3 y 4.2.2.4, dos minutos después de la colocación de la placa superior. 4.2.2.6 Considerar como espesor de entrega el promedio de los diez resultados de medición. El valor promedio debe redondearse al entero más próximo en mm.

4.3 Densidad aparente del poliestireno expandido preformado 4.3.1 La densidad aparente se determina en las diez probetas en las que ha sido determinado el espesor de entrega de acuerdo con 4.2.2, incluyendo la eventual piel de moldeo. 4.3.2 En las planchas con recubrimiento se mide la densidad aparente sin recubrimiento. 4.3.3 Las probetas se secan a una temperatura entre 55 y 60ºC, hasta que la masa sea constante. Anotar la masa determinada (m, kg). 4.3.4 Después de secar, medir el ancho, largo y espesor de la probeta, aproximando a 0,2 mm y tomando como mínimo tres mediciones de cada dimensión en diferentes lugares de la probeta. Promediar las mediciones individuales de cada dimensión. 4.3.5 Calcular el volumen de la probeta, a partir del ancho promedio, longitud promedio y espesor promedio (V, m³). 4.3.6 Calcular la densidad aparente ( δ ) de la probeta, a partir de la fórmula:

δ = m /V en que:

4

m

= masa, kg (4.3.3); y

V

= volumen, m3 (4.3.5)

NCh1905 4.3.7 Expresar la densidad aparente ( δ ) en kg/m3, aproximando a dos cifras significativas.

4.4 Densidad aparente del poliestireno expandido granular 4.4.1 Pesar la muestra del material granular (masa, m) y colocarla en un recipiente de sección rectangular o circular, (de dimensiones interiores exactamente conocidas) y nivelar la superficie del material suelto. 4.4.2 Considerar el espesor medio igual a la profundidad media determinada en 9 puntos equidistantes en la superficie del material. 4.4.3 Calcular el volumen a partir de los valores conocidos del ancho y largo interiores del recipiente rectangular (o diámetro del recipiente circular) y el valor del espesor medio, determinado según 4.3.2. Expresar el volumen (V) en m3 4.4.4 Calcular la densidad aparente ( δ ) de la muestra del material según fórmula 1 de 4.3.6 y expresarla en kg/m3, aproximando a dos cifras significativas.

4.5 Conductividad térmica 4.5.1 Determinar la conductividad térmica según NCh850, en dos probetas iguales con espesor igual o menor a 50 mm, cuya densidad aparente sea determinada según 4.3 ó 4.4. 4.5.2 Preparar de cada muestra, dos probetas de caras planas y paralelas, de un tamaño tal que alcance a cubrir completamente la unidad de calentamiento y cuyos espesores en ningún punto, presenten diferencias superiores a 2%. 4.5.3 Determinar la masa de las probetas antes y después de secarlas, hasta masa constante, en un secador a una temperatura entre 55; 60 ºC 4.5.4 A partir de las masas así determinadas, calcular el porcentaje de humedad que contiene al material, al momento de recepción. 4.5.5 Inmediatamente después de la última pesada, colocar las probetas en el aparato de placas térmicas con anillo de guarda, teniendo cuidado de evitar todas las pérdidas de material y la absorción de humedad. 4.5.6 Determinar la conductividad térmica siguiendo el procedimiento especificado en NCh850. 4.5.7 La conductividad térmica de elementos perfilados se determina al igual que un producto plano para todo su espesor incluidos los espacios vacíos. 4.5.8 Para productos con recubrimientos se mide la conductancia térmica según NCh851.

5

NCh1905 4.6 Resistencia a la tracción 4.6.1 Ensayar la resistencia a la tracción en tres probetas cuya forma esté de acuerdo con la figura 2.

Figura 2 - Probeta para ensayo de resistencia a la tracción

Figura 3 - Fijación de la probeta

4.6.2 Fijar las probetas en sus dos extremos entre dos piezas metálicas rectangulares (ver figura 3) de las dimensiones siguientes: longitud 600 mm, ancho 110 mm y espesor 20 mm. Las piezas de fijación tendrán cantos redondeados con radio de 10 mm. (Ver figura 3). 4.6.3 Aplicar la fuerza de tracción, aumentándola gradualmente por segundo en 0,0010 N/mm2 aproximadamente, hasta la carga de rotura. 4.6.4 Para el cálculo de la resistencia a la tracción, se considerará en el cálculo de la sección el espesor de entrega de la probeta, determinado según 4.2.2.

6

NCh1905 4.6.5 Después de cada aumento de la fuerza de tracción, medir la distancia entre las dos piezas rectangulares de fijación empleando una regla de acero, dividida en milímetros. 4.6.6 El ensayo se puede interrumpir cuando se ha alcanzado una fuerza de tracción superior a 0,20 N/mm2.

4.7 Esfuerzo a la compresión con 10% de recalcado, o resistencia a la compresión. (Ver NCh1070, 7.2.1). 4.7.1 Determinar el esfuerzo a compresión de 10% en cinco probetas del espesor de entrega del aislante y en un área de 50 x 50 mm, cuya densidad aparente sea igual a la densidad aparente media de las probetas, determinada según 4.3. 4.7.2 Para aislantes preformados de espesor superior a 50 mm, preparar probetas cúbicas cuya arista sea igual al espesor del aislante. 4.7.3 Ensayar planchas correspondientes.

provistas

de

recubrimientos,

con

los

revestimientos

4.7.4 Aplicar la fuerza de compresión, aumentándola gradualmente (aproximadamente en 0,010 N/mm2) hasta la carga máxima. 4.7.5 Determinar la carga máxima a partir del valor especificado en NCh1070, 7.2.1, de B=0,10 N/mm²; C=0,20 N/mm2 y la sección de la probeta antes de la aplicación de la fuerza de compresión. Los resultados deben indicarse en N/mm2 2 aproximando a 0,010 N/mm . 4.7.6 Después de cada aumento de la fuerza de compresión, medir la altura de la probeta y calcular el aplastamiento unitario (expresado en %) experimentado por la probeta. 4.7.7 Determinar el esfuerzo de compresión correspondiente a un aplastamiento unitario del 10%.

4.8 Comportamiento al fuego El producto debe ser difícilmente inflamable y auto-extinguible según los procedimientos de ensayo establecidos en la norma chilena sobre comportamiento al fuego de los materiales de construcción.

4. 9 Estabilidad dimensional térmica 4.9.1 Estabilidad dimensional a 70ºC. Ensayar la estabilidad dimensional en tres probetas, cuya densidad aparente sea igual a la determinada en 4.3 y cuyo espesor sea el de entrega del aislante y en un área de 100 mm x 100 mm.

7

NCh1905 4.9.1.1 No debe eliminarse la piel de moldeo. Los recubrimientos deben eliminarse, si bajo las condiciones del ensayo, se influencia el resultado con las variaciones de espesor del recubrimiento. 4.9.1.2 Las probetas se someten durante dos días a una temperatura uniforme de 70 ± 2 ºC. 4.9.1.3 Las probetas se consideran dimensionalmente estables a 70ºC, si las dimensiones lineales (largo, ancho y espesor) de todas las probetas individuales no han variado más de un 5%. 4.9.2 Estabilidad dimensional a 80ºC, bajo carga 4.9.2.1 La estabilidad dimensional se mide en tres probetas que estén más próximas a la densidad media determinada según 4.3, cuyo espesor sea el de entrega del aislante y en un área de 50 x 50 mm. 4.9.2.2 Para planchas aislantes de espesor superior a 50 mm, se eligen cubos con un largo de arista igual al espesor de la plancha. 4.9.2.3 No debe eliminarse la piel de moldeo. Los recubrimientos deben eliminarse, si bajo las condiciones del ensayo se influencia el resultado con las variaciones de espesor del recubrimiento. 4.9.2.4 Las planchas se someten a una carga uniforme de 0,020 N/mm2, durante dos días en un clima normalizado de 23 ± 2 ºC y una humedad relativa de 50 ± 5 % y a continuación, durante dos días bajo una temperatura uniforme de 80 ± 2 ºC. 4.9.2.5 Las probetas se consideran dimensionalmente estables hasta 80 ºC, bajo carga si los espesores de cada probeta individual después, de un almacenamiento durante dos días a 80 ºC no han variado en más de un 5% con respecto a los resultados de medición después del almacenamiento durante dos días a 23 ºC. 4.9.3 Estabilidad dimensional a 70 ºC, bajo cargas mayores 4.9.3.1 La estabilidad dimensional se ensaya en probetas según 4.9.2. 4.9.3.2 Las probetas se cargan uniformemente con 0,040 N/mm2 durante dos días en un clima normalizado de 23 ± 2 ºC y una humedad relativa de 50 ± 5 % y a continuación durante 7 días a una temperatura uniforme de 70 ± 2 ºC. 4.9.3.3 Las probetas se consideran dimensionalmente estables hasta 70 ºC bajo carga mayor, si los espesores de cada probeta individual, después de un almacenamiento de 7 días a 70 ºC, no han variado en mas de un 5% con respecto a los resultados de medición después del almacenamiento durante 2 días a 23 ºC.

8

NCh1905 4.10 Variaciones irreversibles de longitud 4.10.1 Las variaciones irreversibles de longitud se determinan en tres probetas de a lo menos 500 x 1 000 mm. 4.10.2 Inmediatamente después de recibidas las probetas en el laboratorio de ensayos, se miden el largo y el ancho expresando sus resultados en mm. Después de un almacenamiento posterior de 42 días de las probetas se miden nuevamente en la misma forma. 4.10.3 Las variaciones de longitud deben indicarse individualmente para cada dirección en % de las medidas originales.

4.11 Absorción volumétrica de agua 4.11.1 Ensayar la absorción volumétrica de agua en tres probetas cuya densidad aparente sea igual a la determinada en 4.3, del espesor de entrega del aislante, (incluyendo los recubrimientos eventuales) de 80 x 80 mm tomando precaución que las superficies sean planas y lisas. 4.11.2 Determinar las dimensiones, con una precisión de ± 0,5% y calcular el volumen de cada probeta (V). 4.11.3 Secar la probeta hasta masa constante a 50 ºC ± 3 ºC durante 24 horas; enfriarla en un secador y pesarla inmediatamente (masa, m1) 4.11.4 Sumergir la probeta completamente en agua destilada a la temperatura de 23 ºC ± 3 ºC, durante 24 horas. 4.11.5 Extraer la probeta del agua; secar el agua de las seis superficies, con un paño seco, y pesarla inmediatamente (masa, m2). 4.11.6 Calcular la absorción volumétrica de agua según fórmula. A= en que:

m 2 − m1 ⋅ 100 V

A

= absorción volumétrica de agua, en %;

m1

= masa, g, de la probeta seca (4.11.3);

m2

= masa, g, de la probeta extraída del agua (4.11.5);

V

= volumen, cm3, de la probeta (4.11.2).

9

NCh1905 4.11.7 Expresar el resultado, como promedio de los tres ensayos con dos cifras significativas, según NCh929.

4.12 Permeabilidad al vapor de agua 4.12.1 Determinar la permeabilidad del vapor de agua en tres probetas, cuya densidad aparente sea igual a la determinada en 4.3 del espesor de entrega del aislante (incluyendo los recubrimientos eventuales) según NCh852. 4.12.2 Colocar probetas de aislantes provistos de revestimiento de permeabilidad baja por un solo lado, en la cápsula de ensayo, de modo que el revestimiento de baja permeabilidad quede al lado de la presión de vapor más elevada. En caso de aplicar el procedimiento con agua (B) la cubierta poco permeable quedaría abajo, es decir, en el interior de la cápsula de ensayo. 4.12.3 Promediar los resultados de los tres ensayos, e indicar el promedio, con dos cifras significativas, según NCh929.

4.13 Permeabilidad al aire 4.13.1 Ensayar la permeabilidad al aire en tres muestras de poliestireno expandido granular o en perlas, cuya densidad aparente sea determinada según 4.3, aplicando el método especificado para material suelto de relleno, según NCh1068. 4.13.2 Indicar el promedio de los tres ensayos como permeabilidad al aire, y expresarlo con dos cifras significativas según NCh929.

10

NORMA CHILENA OFICIAL INSTITUTO

NACIONAL

DE

NCh

NORMALIZACION

!

1905.Of83 INN-CHILE

Poliestireno expandido - Ensayos Expanded polystyrene - Tests

Primera edición : 1983 Reimpresión : 1999

Descriptores:

aislación térmica, aislantes térmicos, poliestireno, ensayos

CIN 83.080.20 COPYRIGHT Dirección Casilla Teléfonos Telefax Web Miembro de

© 1983 : INSTITUTO NACIONAL DE NORMALIZACION - INN * Prohibida reproducción y venta * : Matías Cousiño Nº 64, 6º Piso, Santiago, Chile : 995 Santiago 1 - Chile : +(56 2) 441 0330 • Centro de Documentación y Venta de Normas (5º Piso) : +(56 2) 441 0425 : +(56 2) 441 0427 • Centro de Documentación y Venta de Normas (5º Piso) : +(56 2) 441 0429 : www.inn.cl : ISO (International Organization for Standardization) • COPANT (Comisión Panamericana de Normas Técnicas)

NORMA CHILENA OFICIAL

NCh1960.Of89

Aislación térmica - Cálculo de coeficientes volumétricos globales de pérdidas térmicas

Preámbulo El Instituto Nacional de Normalización, INN, es el organismo que tiene a su cargo el estudio y preparación de las normas técnicas a nivel nacional. Es miembro de la INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION (ISO) y de la COMISION PANAMERICANA DE NORMAS TECNICAS (COPANT), representando a Chile ante esos organismos. La norma NCh1960 ha sido preparada por la División de Normas del Instituto Nacional de Normalización, y en su estudio participaron los organismos y las personas naturales siguientes: Aislantes Aislapol S.A.C. e I. Aislantes Härtipol S.A. Aislantes Nacionales Ltda. Cámara Chilena de la Construcción, C.Ch.C. Compañía Industrial El Volcán S.A. Dirección de Obras Civiles de Metro Instituto de Investigaciones y Ensayes de Materiales, IDIEM, Universidad de Chile Instituto de Salud Pública de Chile Instituto Nacional de Normalización, INN Instituto Profesional de Santiago, IPS Maderas y Sintéticos S.A., MASISA Ministerio de Obras Públicas, Dirección de Arquitectura, MOP Ministerio de Vivienda y Urbanismo, MINVU Municipalidad de Ñuñoa Universidad Técnica Federico Santa María

Carlos Büchner O. Daniel Longueira S. Patricio Ursic L. Andrés Vásquez M. Gastón Zagal D. Agustín Echeverría de C. Mauricio Muñoz C. Roy Levis M. Miguel Bustamante S. Juan Alcaíno L. Gabriel Rodríguez J. Liliana Anduaga G. Javier Izquierdo U. Rafael Varleta V. Santiago Castillo R. Jaime Téllez T. Ximena Monroy C. Pedro Sarmiento M.

I

NCh1960 El anexo no forma parte del cuerpo de la norma, se inserta sólo a título informativo. Esta norma ha sido aprobada por el Consejo del Instituto Nacional de Normalización, en sesión efectuada el día 26 de Septiembre de 1989. Esta norma ha sido declarada Oficial de la República de Chile por Decreto Nº 142 de fecha 20 de Noviembre de 1989, del Ministerio de Vivienda y Urbanismo, publicado en el Diario Oficial N° 33.549 del 19 de Diciembre de 1989.

II

NORMA CHILENA OFICIAL

NCh1960.Of89

Aislación térmica - Cálculo de coeficientes volumétricos globales de pérdidas térmicas

0 Introducción Los flujos térmicos de los edificios se producen principalmente a través de cinco vías: muros, superficies vidriadas de la envolvente, techumbre, piso y ventilación. Esto permite calcular ciertos coeficientes de pérdidas térmicas del edificio, coeficientes que caracterizan el comportamiento térmico del mismo.

1 Alcance Esta norma establece el método de cálculo para determinar dos coeficientes de pérdidas térmicas en el edificio: a)

Gv1, que considera las pérdidas de calor a través de toda la envolvente; y

b)

Gv2, que considera las pérdidas de calor a través de toda la envolvente más las pérdidas producto de los intercambios de aire (infiltraciones y ventilación).

Estos coeficientes están referidos a la unidad de volumen del edificio y a una diferencia de temperatura de 1°C (1 K) entre el interior y el exterior. NOTA - El valor de los coeficientes de pérdidas térmicas se puede calcular para todo el edificio, para parte de él o para un recinto en particular.

1

NCh1960

2 Campo de aplicación 2.1 Esta norma se aplica especialmente a edificios habitacionales cerrados en toda su envolvente. Permite: a)

conocer gastos energéticos;

b)

fijar criterios de ahorro energético;

c)

fijar criterios de diseño arquitectónico;

d)

cuantificar potencia de calefacción;

e)

determinar aislaciones térmicas; y

f)

establecer algunas condiciones de confort.

2.2 Esta norma no tiene aplicación en edificios abiertos, tales como galpones, mercados u otros similares, cuyo ambiente interior permanezca ampliamente comunicado con el exterior.

3 Referencias NCh849 NCh851 NCh853

1)

2

1)

Aislación térmica - Transmisión térmica - Terminología, magnitudes, unidades y símbolos. Aislación térmica - Determinación de coeficientes de transmisión térmica por el método de la cámara térmica Acondicionamiento térmico – Envolvente térmica de edificios – Cálculo de resistencias y transmitancias térmicas.

Norma en revisión.

NCh1960

4 Simbología Concepto

Símbolo de la magnitud

Unidad

Coeficiente volumétrico global de pérdidas térmicas por transmisión de la envolvente

Gv1

W / (m3 ⋅ K)

Coeficiente volumétrico global de pérdidas térmicas totales

Gv2

W / (m3 ⋅ K)

U

W / (m2 ⋅ K)

Transmitancia térmica de muros

Um

W / (m2 ⋅ K)

Transmitancia térmica de techo

Ut

W / (m2 ⋅ K)

Transmitancia térmica de ventanas (vidrios)

Uv

W / (m2 ⋅ K)

Transmitancia térmica de pisos

Up

W / (m2 ⋅ K)

Transmitancia térmica de puertas

Uc

W / (m2 ⋅ K)

Superficie

S

m2

Superficie de muros

Sm

m2

Superficie de techo

St

m2

Superficie de ventanas (vidrios)

Sv

m2

Superficie de pisos

Sp

m2

Superficie de puertas

Sc

m2

Número de renovaciones de aire por hora del volumen considerado

n

h-1

Volumen encerrado considerada

V

m3

Transmitancia térmica

por

la

envolvente

5 Terminología 5.1 coeficiente volumétrico global de pérdidas térmicas por transmisión de la envolvente, Gv1: flujo térmico que se transmite a través de la envolvente de un edificio (o parte de él), referido a la unidad de volumen, impulsado por la diferencia unitaria de temperatura entre el ambiente interior y el ambiente exterior.

3

NCh1960 5.2 coeficiente volumétrico global de pérdidas térmicas totales, Gv2: flujo térmico total de un edificio (o parte de él), transmitido por la envolvente y por los intercambios de aire, referido a la unidad de volumen y a la diferencia unitaria de temperatura entre el ambiente interior y el ambiente exterior. 5.3 envolvente térmica de un edificio: serie de elementos constructivos a través de los cuales se produce el flujo térmico entre el ambiente interior y el ambiente exterior del edificio. 5.4 Otros términos empleados en esta norma pueden consultarse en la NCh849 y NCh853.

6 Determinación de los coeficientes volumétricos globales de pérdidas térmicas 6.1 Coeficiente volumétrico global de pérdidas térmicas por transmisión de la envolvente El coeficiente volumétrico global de pérdidas térmicas por transmisión de la envolvente de un edificio, viene dado por la razón siguiente:

Gv1 =

∑U ⋅S V

o bien

Gv1 =

∑ U m ⋅ S m + ∑U t ⋅ St + ∑ U v ⋅ S v + ∑U c ⋅ Sc + ∑U p ⋅ S p V

NOTAS 1)

En el volumen total no se considera el volumen ocupado por los muros, pilares, vigas u otros elementos constructivos.

2)

Las transmitancias térmicas según NCh851.

U

, se calculan según NCh853 o se determinan experimentalmente

6.2 Coeficiente volumétrico global de pérdidas térmicas totales El coeficiente volumétrico global de pérdidas térmicas totales de un edificio, viene dado por la razón siguiente:

Gv 2 = Gv1 + 0,35 n tomando el valor de Gv1 :

Gv 2 = 4

∑ U ⋅S + 0,35 n V

NCh1960 que desarrollado resulta ser:

Gv 2 = NOTA -

∑ U m ⋅ S m + ∑ U t ⋅ St + ∑ U v ⋅ Sv + ∑ U c ⋅ Sc + ∑ U p ⋅ S p V 0,35 n

+ 0,35 n

es el flujo térmico por ventilación referido a la unidad de volumen y temperatura.

6.3 Suma de intercambios térmicos En Gv1 y Gv 2 , mientras menor sea el numerador de la fracción, más económico será energéticamente el edificio, en consecuencia, será importante considerar el calor que se intercambia a través de: a)

muros, antepechos y elementos estructurales;

b)

elementos vidriados: ventanas fijas o móviles;

c)

complejo de techo;

d)

puertas;

e)

piso y perímetro del piso;

f)

ventilaciones; y

g)

permeabilidad e infiltraciones de aire.

NOTAS 1)

Los intercambios a), b), c), d) y e) se calculan según lo indicado en la NOTA 2 de 6.1.

2)

Algunos valores de las renovaciones de aire, n, a causa de los puntos f) y g) se dan en anexo.

5

NCh1960

Anexo (Informativo)

Renovaciones de aire consideradas en recintos de viviendas Las renovaciones de aire se calcularán mediante la norma correspondiente en estudio. Provisionalmente se usará la siguiente tabla informativa. Tipo de recinto

Renovaciones de aire de cálculo por hora

-

Baño con W.C.

2–3

-

Baño con ducha

5–8

-

Cocina

3–4

-

Lavado y secado de ropa

6–8

-

Estar, comedor

1 – 1,5

-

Dormitorio (1 cama)

1

-

Dormitorio (2 camas)

1 – 1,5

-

Dormitorio (3 ó 4 camas)

-

Otros recintos habitables

6

1,5 – 2 1 – 1,5

NORMA CHILENA OFICIAL INSTITUTO

NACIONAL

DE

NCh

NORMALIZACION

!

1960.Of89 INN-CHILE

Aislación térmica - Cálculo de coeficientes volumétricos globales de pérdidas térmicas Thermal insulation - Calculus of thermal loss total volumetric coefficients

Primera edición : 1989 Reimpresión : 1999

Descriptores:

aislación térmica, pérdida de calor, cálculos matemáticos, flujo térmico, ensayos

CIN 91.120.30 COPYRIGHT Dirección Casilla Teléfonos Telefax Web Miembro de

© 1990 : INSTITUTO NACIONAL DE NORMALIZACION - INN * Prohibida reproducción y venta * : Matías Cousiño Nº 64, 6º Piso, Santiago, Chile : 995 Santiago 1 - Chile : +(56 2) 441 0330 • Centro de Documentación y Venta de Normas (5º Piso) : +(56 2) 441 0425 : +(56 2) 441 0427 • Centro de Documentación y Venta de Normas (5º Piso) : +(56 2) 441 0429 : www.inn.cl : ISO (International Organization for Standardization) • COPANT (Comisión Panamericana de Normas Técnicas)

NORMA CHILENA OFICIAL

NCh1971.Of86

Aislación térmica - Cálculo de temperaturas en elementos de construcción

Preámbulo El Instituto Nacional de Normalización, INN, es el organismo que tiene a su cargo el estudio y preparación de las normas técnicas a nivel nacional. Es miembro de la INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION (ISO) y de la COMISION PANAMERICANA DE NORMAS TECNICAS (COPANT), representando a Chile ante esos organismos. La norma NCh1971 ha sido preparada por la División de Normas del Instituto Nacional de Normalización, y en su estudio participaron los organismos y las personas naturales siguientes: Aislantes Aislapol S.A.C. e I. Aislantes Härtipol S.A. Centro de Ahorro de Energía Compañía Industrial El Volcán S.A. Corporación Chilena de la Madera, CORMA Dirección de Obras Civiles de Metro Instituto Nacional de Normalización, INN Maderas y Paneles S.A., MAPAL Maderas y Sintéticos S.A., MASISA Ministerio de Obras Públicas, Dirección de Arquitectura, MOP Ministerio de Vivienda y Urbanismo, MINVU

Carlos Büchner O. Daniel Longueira S. Patricio Ursic L. Felipe Mujica V. Claudio Avilés A. Agustín Echeverría de C. Giamberto Bisso C. Santiago Saavedra T. Gabriel Rodríguez J. Ramón Undurraga D. Javier Izquierdo V. Rafael Varleta V. Santiago Castillo R. Francisco Osorio M. Daniel Súnico H. Jaime Téllez T.

I

NCh1971 Universidad de Chile, Instituto de Investigaciones y Ensayes de Materiales, IDIEM Universidad Técnica Federico Santa María

Miguel Bustamante S. Pedro Roth

Los anexos forman parte del cuerpo de la norma. Esta norma ha sido aprobada por el Consejo del Instituto Nacional de Normalización, en sesión efectuada el 14 de Enero de 1986. Esta norma ha sido declarada norma chilena Oficial de la República, por Decreto N°120, de fecha 26 de Junio de 1986, del Ministerio de Vivienda y Urbanismo, publicado en el Diario Oficial N°32.527 de fecha 21 de Julio de 1986. Esta norma es una "reedición sin modificaciones" de la norma chilena Oficial NCh1971.Of86, "Aislación térmica - Cálculo de temperaturas en elementos de construcción", vigente por Decreto N°120, de fecha 26 de Junio de 1986, del Ministerio de Vivienda y Urbanismo.

II

NORMA CHILENA OFICIAL

NCh1971.Of86

Aislación térmica - Cálculo de temperaturas en elementos de construcción

1 Alcance y campo de aplicación 1.1 Esta norma establece los procedimientos de cálculo para determinar las temperaturas en elementos de construcción constituyentes de la envolvente térmica de los edificios. 1.2 Esta norma se aplica en el cálculo de resistencias térmicas convenientes para evitar el riesgo de condensación de humedad en los elementos de construcción. 1.3 Esta norma se aplica también para el cálculo de la temperatura superficial interior con fines de confort. 1.4 Esta norma complementa la NCh853 con el fin de optimizar la resistencia térmica de la envolvente. 1.5 Esta norma no considera los aportes de calor por efecto del soleamiento que eventualmente pueden recibir los elementos de construcción.

2 Referencias NCh849 NCh853

Aislación térmica - Transmisión térmica - Terminología, magnitudes, unidades y símbolos. Acondicionamiento ambiental térmico - Envolvente térmica de edificios - Cálculo de resistencias y transmitancias térmicas.

1

NCh1971

3 Símbolos, magnitudes y unidades Símbolo

Magnitud

Unidad

RT

resistencia térmica total de un elemento

m2 °C/W

R

resistencia térmica

m2 °C/W

Rsi

resistencia térmica superficial interior

m2 °C/W

Rse

resistencia térmica superficial exterior

m2 °C/W

U

transmitancia térmica del elemento

W/m2 °C

θi

temperatura del aire interior

°C

θe

temperatura del aire exterior

°C

θsi

temperatura superficial interior

°C

∆θi

caída de temperatura en la capa de aire interior

°C

∆θe

caída de temperatura en la capa de aire exterior

°C

∆θn

caída de temperatura en la capa n

°C

en

espesor de la capa n

m

λn

conductividad térmica de la capa n

W/m °C

4 Definiciones Ver definiciones en NCh849 y NCh853.

5 Gradiente térmica en un elemento envolvente 5.1 Toda capa de un elemento de construcción, a través de la cual fluye el calor, opone una resistencia al paso de éste. En un elemento de construcción de capas múltiples se cumple que:

1 RT = = Rsi + ∑ R + Rse U

(1)

en que:

RT = resistencia térmica total del elemento; U = transmitancia térmica del elemento;

Rsi = resistencia térmica de la capa del aire interior; ∑ R = suma de las resistencias parciales del elemento, correspondientes a la sumatoria de los cuocientes de los espesores de cada capa, dividido por sus respectivos coeficientes de conductividad térmica;

Rse = resistencia térmica de la capa de aire exterior. 2

NCh1971 5.2 De similar manera, toda capa, a través de la cual fluye calor, produce una caída de temperatura proporcional a su resistencia térmica, de modo que en un elemento de capas múltiples se cumple que: (θi - θe) = ∆θi + Σ ∆θm + ∆θe

(2)

en que: θi - θe

=

diferencia de temperatura entre el ambiente interior (θi) y el exterior (θe);

NOTA - En general se supone que θi > θe (condición de invierno), en caso contrario, se invierten los términos.

∆ θi

= diferencia de temperatura en la capa de aire por el lado interior del edificio;

Σ ∆ θm = suma de las diferencias de temperatura de las capas constitutivas del elemento material; ∆ θe

= diferencia de temperatura en la capa de aire por el lado exterior del edificio.

3

NCh1971 5.3 Lo anteriormente dicho puede graficarse por vía de ejemplo, del siguiente modo.

Figura 1

En la figura 1 a cada capa le corresponde un valor de resistencia térmica R, que produce una caída de temperatura ∆ θ, de modo que se cumplen las relaciones (1) y (2).

4

NCh1971

6 Cálculo de temperaturas en un elemento constructivo 6.1 Cálculo de la temperatura superficial interior La temperatura superficial por el lado interior de la envolvente tiene importancia porque cuanto más baja es, mayor es el riesgo de condensación. Asimismo la temperatura superficial afecta el confort producido en las personas frente al calor radiado. Se determina: a) Aplicando la relación: θsi = θi - U ⋅ Rsi (θi - θe)

(3)

en que: θsi

=

temperatura superficial interior del elemento envolvente;

θi

=

temperatura del aire interior (generalmente entre 18°C a 24°C en edificios habitacionales);

θe

=

temperatura del aire exterior;

U

=

transmitancia térmica;

Rsi

=

resistencia térmica de la capa de aire interior.

b) Gráficamente: Los ábacos siguientes permiten determinar gráficamente la temperatura superficial interior para elementos con diversos valores de transmitancia térmica, U, y para distintas diferencias de temperatura entre los ambientes interior y exterior respectivamente.

5

θi - θe

NCh1971

Figura 2 – Elemento vertical con flujo horizontal (inclinación > 60° respecto a la horizontal)

6

NCh1971

Figura 3 – Elemento horizontal con flujo hacia arriba (inclinación ≤ 60° respecto a la horizontal)

7

NCh1971

Figura 4 – Elemento horizontal con flujo hacia abajo (inclinación ≤ respecto a la horizontal)

8

NCh1971 6.2 Cálculo de la temperatura en un punto cualquiera de un elemento de construcción. 6.2.1 Método analítico Si el elemento envolvente está formado por n capas sucesivas, entonces:

∆θ n = (θ i − θ e )∙

e n / λn RT

(4)

en que:

∆θ n

=

caída de temperatura en la capa n;

en

=

espesor de la capa n;

λn

=

conductividad térmica de la capa n.

Los demás términos se definieron en capítulos 5 y 6. 6.2.2 Método gráfico En forma similar a la figura 1, se toman en abscisas los valores de resistencia térmica R de todas las capas constitutivas del elemento, incluyendo las capas de aire y en ordenadas las temperaturas. Trazando una recta entre la temperatura del aire interior (θi) correspondiente al punto 1 y la temperatura del aire exterior (θe) correspondiente al punto 2, se determinan, para cada capa constitutiva del elemento, las temperaturas correspondientes (figura 5).

9

NCh1971

Figura 5

10

NCh1971

Anexo A Resistencias térmicas superficiales, según NCh853 Sentido del flujo respecto al elemento

2

Resistencia térmica superficial m °C/W Capa de aire interior, Rsi

Capa de aire exterior, Rse

0,12

0,05

0,09

0,05

0,17

0,05

NOTA - Los valores de Rse corresponden a aire

exterior movido con velocidad media de 2 m/s

aproximadamente. Los valores de Rsi corresponden a aire en reposo.

11

NCh1971

Anexo B Ejemplos de aplicación B.1 Calcular la temperatura superficial interior de un muro perimetral, si la temperatura exterior es de -5°C y la interior de 20°C. El valor de transmitancia térmica es de 2,3 W/m2 °C. B.1.1 Solución de B.1, según fórmula 3 θsi = θi - U ⋅ Rsi (θi - θe) en que: θi

=

20°C;

U

=

2,3 W/m2 °C;

Rsi

=

0,12 m2 °C/W (ver anexo A);

θe

=

-5°C.

en consecuencia θsi = 13,1°C.

12

NCh1971 B.1.2 Solución de B.1 por medio del ábaco de la figura 2

en que: θi - θsi = 6,9°C en consecuencia θsi = 20 - 6,9 = 13,1 °C.

13

NCh1971 B.2 Calcular la temperatura superficial interior de un elemento horizontal (losa de techo) cuyo U = 3,7 W/m2 °C, si la temperatura interior es 20°C y la exterior es 5°C. B.2.1 Solución de B.2, según fórmula 3 θsi = θi - U ⋅ Rsi (θi - θe) en que: θi

=

20°C;

U

=

3,7 W/m2 °C;

Rsi

=

0,09 m2 °C/W (ver anexo A);

θe

=

5°C.

en consecuencia θsi = 15°C.

14

NCh1971 B.2.2 Solución de B.2 por medio del ábaco de la figura 3

en que: θi - θsi = 5 en consecuencia θsi = 20 - 5 = 15°C.

15

NCh1971 B.3 Calcular la temperatura en el interior de un muro compuesto de tres capas a saber: capa interior de 15 mm de espesor y λ = 0,24 W/m °C; aislación térmica de 25 mm de espesor y λ 0,05 W/m °C; capa exterior de 8 mm de espesor y λ = 0,3 W/m °C. La temperatura interior es de 20°C y la exterior de 5°C.

16

NCh1971 B.3.1 Solución analítica Aplicando la fórmula 4 de la norma.

∆θ n = (θ i − θ e )

en / λ n RT

Punto 1

∆θ1 = (20 - 5)

0,12 = 2,37 °C 0,76

en consecuencia θ(1) = 20 - 2,37 = 17,63 °C Punto 2

∆θ 2 = (20 - 5)

0,015 / 0,24 = 1,23 °C 0,76

en consecuencia θ2= 17,63 - 1,23 = 16,40 °C Punto 3

∆θ 3 = (20 - 5)

0,025 / 0,05 = 9,87 °C 0,76

en consecuencia θ3= 16,40 - 9,87 = 6,53 °C Punto 4

∆θ 4 = (20 - 5)

0,008 / 0,3 = 0,53 °C 0,76

en consecuencia θ4= 6,53 - 0,53 = 6,0 °C

17

NCh1971 B.3.2 Solución gráfica El método consiste en calcular la resistencia térmica de cada capa R, colocando su valor en el eje de las abscisas en forma consecutiva, Rsi + R1 + R2 + R3 + Rse y en el eje de las ordenadas la temperatura. Tomando papel milimetrado se elige una escala adecuada de modo que dé la precisión deseada. Se traza una recta entre el punto A (temperatura

m °C ) W 2

interior y R = 0) y el punto B (temperatura exterior y RT = 0,76

m °C W 2

RT = Rsi + R1 + R2 + R3 + Rse = 0,76

18

NORMA CHILENA OFICIAL INSTITUTO

NACIONAL

DE

NCh

NORMALIZACION

1971.Of86

!

INN-CHILE

Aislación térmica - Cálculo de temperaturas en elementos de construcción Thermal insulation - Temperature calculations of building elements

Primera edición : 1986 Reimpresión : 1999

Descriptores:

aislación térmica, elementos de construcción, cálculos matemáticos, medición de la temperatura

CIN 91.120.10;17.200.10 COPYRIGHT Dirección Casilla Teléfonos Telefax Web Miembro de

© 1986 : INSTITUTO NACIONAL DE NORMALIZACION - INN * Prohibida reproducción y venta * : Matías Cousiño Nº 64, 6º Piso, Santiago, Chile : 995 Santiago 1 - Chile : +(56 2) 441 0330 • Centro de Documentación y Venta de Normas (5º Piso) : +(56 2) 441 0425 : +(56 2) 441 0427 • Centro de Documentación y Venta de Normas (5º Piso) : +(56 2) 441 0429 : www.inn.cl : ISO (International Organization for Standardization) • COPANT (Comisión Panamericana de Normas Técnicas)

NORMA CHILENA OFICIAL

NCh1973.Of87

Acondicionamiento térmico - Aislación térmica - Cálculo del aislamiento térmico para disminuir o eliminar el riesgo de condensación superficial

Preámbulo El Instituto Nacional de Normalización, INN, es el organismo que tiene a su cargo el estudio y preparación de las normas técnicas a nivel nacional. Es miembro de la INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION (ISO) y de la COMISION PANAMERICANA DE NORMAS TECNICAS (COPANT), representando a Chile ante esos organismos. La norma NCh1973 ha sido preparada por la División de Normas del Instituto Nacional de Normalización, y en su estudio participaron los organismos y las personas naturales siguientes: Aislantes Aislapol S.A.C. e I. Aislantes Härtipol S.A. Aislantes Nacionales Ltda. Centro de Ahorro de Energía Compañía Industrial El Volcán S.A. Dirección de Obras Civiles de Metro Instituto de Investigaciones y Ensayes de Materiales, IDIEM Instituto Nacional de Normalización, INN Instituto Profesional de Santiago

Walter Bischhoffshausen N. Carlos Büchner O. Daniel Longueira S. Patricio Ursic L. Jaime Hernández M. Ramón Ruiz F. Carlos Claussen W. Felipe Mujica V. Claudio Avilés A. Agustín Echeverría de C. Roy Levis M. Santiago Saavedra T. Miguel Bustamante S. Gabriel Rodríguez J. Liliana Anduaga G.

I

NCh1973 Maderas y Paneles S.A., MAPAL Maderas y Sintéticos S.A., MASISA Ministerio de Obras Públicas, Dirección de Arquitectura, MOP Ministerio de Vivienda y Urbanismo, MINVU

Municipalidad de La Cisterna Universidad Católica de Chile, Escuela de Ingeniería Universidad de La Frontera Universidad del Bío-Bío Universidad Técnica Federico Santa María

Ramón Undurraga D. Javier Izquierdo V. Miguel Rojas T. Rafael Varleta V. Jaime Arancibia C. Santiago Castillo R. Francisco Osorio M. Claudio Prieto C. Daniel Súnico H. Jaime Téllez T. Ernesto Plaza F. Gregorio Azócar G. Mario Inostroza D. Ariel Bobadilla M. Roberto Goycoolea I. Pedro Sarmiento M.

El anexo A forma parte del cuerpo de la norma. Los anexos B y C no forman parte del cuerpo de la norma, se insertan sólo a título informativo. Esta norma ha sido aprobada por el Consejo del Instituto Nacional de Normalización, en sesión efectuada el 21 de Enero de 1987. Esta norma ha sido declarada norma chilena Oficial de la República, por Decreto N°61, de fecha 29 de Abril de 1987, del Ministerio de Vivienda y Urbanismo, publicado en el Diario Oficial N°32.781, de fecha 28 de Mayo de 1987. Esta norma es una "reedición sin modificaciones" de la norma chilena Oficial NCh1973.Of87, "Acondicionamiento térmico - Aislación térmica - Cálculo del aislamiento térmico para disminuir o eliminar el riesgo de condensación superficial", vigente por Decreto N°61, de fecha 29 de Abril de 1987, del Ministerio de Vivienda y Urbanismo.

II

NORMA CHILENA OFICIAL

NCh1973.Of87

Acondicionamiento térmico - Aislación térmica - Cálculo del aislamiento térmico para disminuir o eliminar el riesgo de condensación superficial

0 Introducción 0.1 Es casi imposible garantizar la no ocurrencia total de condensaciones en las superficies interiores de los edificios, especialmente en los elementos perimetrales. Si en los recintos existen fuentes generadoras de vapor de agua, el fenómeno se ve acentuado como ocurre en edificios habitacionales, especialmente viviendas. Bajo tales condiciones y en climas templados, fríos o en grandes oscilaciones de temperatura entre el día y la noche (caso de varios climas de Chile) es posible disminuir significativamente el riesgo de condensación si se adoptan precauciones como las que se especifican en esta norma. 0.2 La condensación superficial se produce a causa de dos factores básicos: a) alta humedad relativa del aire ambiente; b) baja temperatura de las superficies de muros, cielos, ventanas u otros elementos respecto a la temperatura del aire interior (ver NCh1971). Estos factores pueden originarse en uno o varios de los siguientes aspectos concomitantes: -

baja resistencia térmica de los elementos envolventes;

-

existencia de puentes térmicos;

-

temperatura exterior baja;

-

enfriamientos localizados de las superficies por otras causas, tales como cañerías de agua fría empotradas;

-

cañerías frías a la vista; 1

NCh1973 -

fuentes generadoras que producen exceso de vapor de agua en el interior, tales como: número de personas desproporcionado respecto al volumen disponible; gran actividad física de los ocupantes; evaporación de agua de lavado de utensilios, de lavado y secado de ropa; exceso de plantas interiores y riego de éstas; estufas que entregan agua de combustión al ambiente; etc.;

-

renovación insuficiente del aire de los ambientes interiores;

-

admisión de aire muy húmedo desde el exterior y a temperatura relativamente alta.

1 Alcance y campo de aplicación 1.1 Esta norma tiene por objeto dar los criterios y señalar las condiciones bajo las cuales se disminuye el riesgo de condensación acuosa superficial sobre elementos constructivos de edificios, en especial aquellos que conforman la envolvente térmica, y que por ello, se separan ambientes de temperatura muy distinta. 1.2 Esta norma complementa la NCh853 con el fin de optimizar la resistencia térmica de la envolvente.

2 Referencias NCh849 NCh853 NCh1079 NCh1971

2

Aislación térmica - Transmisión térmica - Terminología, magnitudes, unidades y símbolos. Acondicionamiento térmico - Envolvente térmica de edificios Cálculo de resistencias y transmitancias térmicas. Arquitectura y construcción - Zonificación climático habitacional para Chile y recomendaciones para el diseño arquitectónico. Aislación térmica - Cálculo de temperaturas en elementos de construcción.

NCh1973

3 Símbolos, magnitudes y unidades Símbolo

Magnitud representada

Unidad

e

espesor

m

λ

conductividad térmica

W/(m ⋅ °C)

U

transmitancia térmica del elemento

W/(m ⋅ °C)

RT

resistencia térmica total del elemento

m ⋅ °C/W

Rsi

resistencia al traspaso de calor entre la superficie interior del elemento (enfrentada hacia el local) y el aire ambiente de la habitación

m ⋅ °C/W

θi

temperatura del aire ambiente interior

°C

θe

temperatura del aire ambiente exterior

°C

θr

temperatura de rocío o de saturación

°C

He

contenido de humedad del aire exterior

g/kg

His

contenido de humedad del aire interior para el cual comienza a producirse condensación superficial sobre los elementos perimetrales del local

g/kg

N

renovaciones del aire de un local en cada hora

h

mv

masa de vapor que se genera en el local en cada hora

g/h

V

volumen del local

m

2

2

2

-1

3

NOTA - 1 K = 1°C.

4 Terminología Los términos utilizados en la norma se encuentran definidos en NCh849 y NCh853.

5 Disminución y eliminación del riesgo de condensación superficial 5.1 Aislamiento térmico Dado que la causa principal del fenómeno de la condensación superficial es la baja temperatura de las superficies de los elementos respecto a la temperatura del aire ambiente, se ha optado por prescribir un método de cálculo que tienda a eliminar el riesgo de la condensación, aumentando la resistencia térmica de tales elementos. Este método es complementado con el cálculo de las renovaciones de aire necesarias para evitar la condensación.

3

NCh1973 5.1.1 Expresión de cálculo La resistencia térmica mínima requerida para que no se produzca condensación en un elemento perimetral determinado, se obtiene mediante la relación siguiente:

Rt =

( θ I − θ e ) ⋅ R si θi − θ r

(1)

en que:

RT = resistencia térmica total mínima requerida para que no se produzca condensación en el elemento en cuestión (ver NCh853);

θ1

=

temperatura de cálculo para el aire del local;

θ e = temperatura de cálculo para el aire exterior; θ r = temperatura de rocío de cálculo para el aire del local. Depende de la temperatura de uso de local y de la humedad relativa del aire (ver ábaco psicrométrico, en anexo A);

Rsi = resistencia al traspaso del calor entre la superficie interior del elemento y el aire del local. Para la situación de pérdidas térmicas desde el local hacia el exterior bajo la cual se analizan los problemas de condensación superficial, Rsi vale: 0,12 m2 ⋅ °C/W para elementos verticales o con pendiente sobre la horizontal mayor que 60°. 0,09 m2 ⋅ °C/W para elementos de techo con encieladuras horizontales o con pendiente sobre la horizontal menor o igual que 60°. 0,17 m2 ⋅ °C/W para pisos. 5.1.2 Resistencia térmica mínima para disminuir el riesgo de condensación Los elementos perimetrales de locales de habitación (viviendas, oficinas, escuelas, hoteles, hospitales, restaurantes, salas de espectáculos o reunión, etc.), deben contar con una resistencia térmica total mínima que permita disminuir el riesgo de condensación superficial (se excluyen los huecos acristalados, como ventanas, claraboyas, etc.). Partiendo de la base que se cumplen las exigencias de control higrotérmico en los locales (renovación adecuada del aire), es posible reducir el riesgo de condensación si la resistencia térmica de los elementos perimetrales es suficiente para evitar la condensación cuando se tiene una humedad relativa del aire de 75% en ambientes con producción reducida de vapor de agua.

4

NCh1973 La resistencia térmica mínima, RT, se calcula con la ecuación 1, considerando que: θi

=

θe =

corresponde a la temperatura de uso del local; corresponde a la temperatura mínima promedio para el mes más frío del año en la localización en que se encuentra el edificio;

θr =

corresponde a la temperatura de rocío para el aire del local.

5.1.3 Resistencia térmica mínima para eliminar el riesgo de condensación superficial La eliminación del riesgo de condensación se consigue considerando las condiciones más desfavorables. Para el cálculo de la resistencia térmica, en la ecuación 1 se debe considerar, entonces que: θi

=

θe =

corresponde a la temperatura máxima de uso del local; corresponde a la temperatura mínima promedio para el mes más frío del año en la localidad en que se encuentra el edificio;

θr =

corresponde a la temperatura de rocío para el aire del local, al cual se le asigna la máxima humedad relativa esperada y una temperatura seca igual a la temperatura máxima de uso del local.

NOTA - Al cálculo de la resistencia térmica para eliminar la condensación, debe agregarse la correspondiente verificación de la renovación del aire ambiente. Se podrá prescindir de esto en aquellos casos en que se desee mantener una muy elevada humedad relativa (cámara húmeda, por ejemplo).

5.1.4 Método gráfico A efectos de facilitar el cálculo se acompañan los ábacos siguientes, que permiten determinar la resistencia térmica total mínima para evitar la condensación superficial en elementos perimetrales en función de la temperatura exterior y la humedad relativa del aire en los locales.

5

NCh1973

Figura 1 – Resistencia térmica total mínima de un elemento vertical para evitar condensación

6

NCh1973

Figura 2 – Resistencia total mínima de un elemento horizontal de techumbre para evitar condensación

7

NCh1973

Figura 3 – Resistencia total mínima de un elemento de piso, para evitar condensación superficial

8

NCh1973 Estos ábacos están calculados de acuerdo con la ecuación 1, para una temperatura seca interior de 20°C. Si la temperatura de uso del local es inferior a dicho valor, queda garantizada la no ocurrencia de condensación. Si es mayor (caso poco frecuente), puede aumentarse la resistencia térmica dada por el gráfico en un 5% por cada grado Celsius de diferencia. 5.1.5 Incremento de la resistencia térmica de elementos existentes El espesor mínimo de aislante térmico, de conductividad térmica λ, que se debe agregar a un elemento existente cuya resistencia térmica total es RTO, queda dado por la expresión: e = λ ⋅ (RT - RTO)

(2)

en que: RT

=

es la resistencia térmica total necesaria para disminuir (aislamiento mínimo) o eliminar el riesgo de condensación superficial, calculada mediante la ecuación 1 o con la ayuda de los ábacos indicados en 5.1.4;

RTO

=

es la resistencia térmica total del elemento existente calculada según NCh853.

5.2 Renovación del aire Una vez determinada la resistencia térmica requerida (de acuerdo con la temperatura y humedad relativa de uso), se debe verificar que la renovación del aire ambiente sea suficiente para impedir que el contenido de humedad del aire, se eleve por sobre el valor establecido para el cálculo de dicha resistencia. 5.2.1 Expresión de cálculo El número de renovaciones, N, del volumen de aire contenido en un local determinado, V, queda dado por la condición siguiente:

N>

0,83 ⋅ md (H is - H e ) V

(3)

en que:

mv = es la masa de vapor de agua producida en cada hora dentro del local; H is = es el contenido de humedad absoluta del aire interior para la temperatura de uso y la máxima humedad relativa permitida sin que se produzca condensación superficial en los elementos perimetrales;

H e = es el contenido de humedad absoluta del aire exterior. Para efectos de cálculo, en el exterior se supone una humedad relativa de un 90%;

V

=

es el volumen del local. 3

NOTA - A 20°C, un kilogramo de aire seco o húmedo ocupa un volumen de 0,83 m , aproximadamente. Un metro cúbico de aire pesa 1,20 kg, aproximadamente.

9

NCh1973 5.2.2 Renovación del aire por infiltraciones En general, los locales destinados a la ocupación de personas no son estancos a las infiltraciones, existiendo una renovación permanente del aire ambiente por rendijas de puertas y ventanas, etc. Cuando la producción de vapor de agua en un local es reducida, ésta puede ser suficiente para mantener el contenido de humedad del aire ambiente bajo el nivel permitido por la resistencia térmica mínima. Si el número de renovaciones, N, requerido fuese mayor, se deberán contemplar aberturas de ventilación o la instalación de sistemas mecánicos de extracción del aire húmedo. NOTA - En el anexo B se entregan algunos valores típicos del número de renovaciones conseguidas por infiltraciones en viviendas.

10

NCh1973

Anexo A Abaco psicrométrico

11

NCh1973

Anexo B (Informativo) Renovación del aire por infiltraciones B.1 Método de las rendijas El caudal de aire infiltrado a través de una determinada puerta o ventana se obtiene multiplicando el caudal unitario entregado en la tabla 2 por la longitud total de rendijas de la puerta o ventana. El aire, sin embargo, no penetra a través de las puertas y ventanas de un edificio al mismo tiempo, ya que la presión del viento es efectiva sólo en una dirección. Por consiguiente, es necesario calcular las infiltraciones separadamente para cada pared expuesta al aire exterior. La infiltración total en el local se determina de acuerdo con las condiciones estipuladas en la tabla 1, siguiente: Tabla 1 Cantidad de aire renovado por infiltración natural dentro de un espacio cerrado Número de paredes exteriores Una

Total de las infiltraciones por las rendijas de puertas y ventanas existentes en la pared.

Dos

Total de la pared que tenga la mayor infiltración.

Tres o cuatro

12

Cantidad de aire infiltrado en el local

Total de la pared que tenga mayor infiltración o la mitad del total general de infiltraciones; se toma el mayor valor de los dos.

NCh1973 Tabla 2 3

Infiltraciones por rendijas de ventanas y puertas en m /h por metro lineal de rendija Elemento

Velocidad del viento en km/h 8

16

24

32

40

48

56

0,7 0,4 2,5 0,6

2,0 1,2 6,4 1,8

3,6 2,2 10,3 3,2

5,5 3,3 14,5 4,7

7,4 4,6 18,4 6,6

9,6 5,8 23,4 8,5

11,8 7,0 28,4 10,4

1,8 0,6

4,4 1,8

6,8 2,9

9,6 4,3

12,8 5,6

15,6 7,1

18,4 8,6

4,8

10,0

16,1

22,8

28,4

34,5

40,6

0,6 1,3

1,7 3,0

3,0 4,8

4,3 7,1

5,6 9,3

6,8 11,7

8,0 14,1

17,8 26,7 35,6

35,6 55,6 72,4

54,5 78,0 105,8

72,4 111,4 144,9

89,1 133,8 144,9

105,8 161,7 211,9

122,5 189,6 278,9

2,5 1,3

6,4 3,2

10,2 6,1

14,2 7,4

18,3 9,2

22,4 11,0

26,5 12,8

5,0 2,5

12,7 6,3

20,4 10,2

28,3 14,2

36,6 18,3

44,9 22,4

53,2 26,5

Ventanas Ventanas de guillotina con marco de madera: normal sin burlete normal con burlete desajustada sin burlete desajustada con burlete Ventanas de guillotina con marco metálico: sin burlete con burlete Ventanas de abatir tipo industrial con marcos metálicos, rendija de 1,6 mm Ventanas de abatir tipo residencial con marcos metálicos, suspendidas con bisagras, eje vertical de giro: rendijas de 0,4 mm rendijas de 0,8 mm Puertas Puertas de vidrio: con rendija de 3 mm con rendija de 5 mm con rendija de 6,5 mm Puertas comunes de madera o metal bien ajustadas: sin burlete con burlete Puertas comunes de madera o metal mal ajustadas: sin burlete con burlete

NOTA - Los valores de la presente tabla han sido extraídos de Heating Ventilating and Air Conditioning Guide, HVAC - Guide 1950.

13

NCh1973 B.2 Métodos de las renovaciones Bajo condiciones normales, instalaciones de un mismo tipo tendrán, en general, casi igual número de renovaciones de aire por hora a causa de las infiltraciones por puertas y ventanas. Bajo esta premisa, las renovaciones del aire en un local pueden estimarse iguales a las que se presentan en la tabla 3, siguiente: Tabla 3 Renovaciones de aire motivadas por la infiltración natural del aire, bajo condiciones normales, a través de puertas y ventanas Clase de habitación o edificio

Número de renovaciones por hora

Habitaciones con un lado expuesto al exterior

1

Habitaciones con dos lados expuestos al exterior

1,5

Habitaciones con tres o cuatro lados expuestos al exterior

2

Habitaciones sin puertas o ventanas al exterior

0,5 a

Salas de recepción

2

Cuartos de baño

2

Almacenes

1

a

0,75

3

Se sugiere efectuar una comprobación de las renovaciones obtenidas con este método respecto a las determinadas por el método de las rendijas. Una diferencia de un 50% puede considerarse como caso corriente. Si la diferencia es mayor, la explicación puede encontrarse en causas tales como: velocidades del viento extremadamente altas, cantidad de puertas y ventanas fuera de lo normal, calidad de construcción deficiente, etc. En tal caso primará el cálculo obtenido por el método de las rendijas.

14

NCh1973

Anexo C (Informativo)

Ejemplo de cálculo Sea una sala de estar de un edificio ubicado en Santiago. En ella se mantiene una temperatura del aire ambiente, constante, de 20°C. Además, se desea mantener una humedad relativa no superior al 75%. El volumen de la sala es de 30 m3. La renovación del aire ambiente por infiltraciones a través de puertas y ventanas es de 1,2 renovaciones/hora.

15

NCh1973 El vapor de agua generado en el ambiente es de 400 g/h, correspodiente a: -

estufa a kerosene con llama abierta

:

250 g/h

-

tres personas

:

150 g/h

C.1 Resistencia térmica mínima de los muros perimetrales del local Los datos para el cálculo son los siguientes: -

temperatura del aire en el local

θi

:

-

temperatura del aire exterior

θe

:

20°C 3,2°C

La temperatura del aire exterior corresponde a la mínima promedio para el mes de Julio, en Santiago. -

temperatura de rocío del aire ambiente, θr

:

15,5°C

Aun cuando la humedad relativa del local resultara inferior a un 75%, la resistencia térmica mínima se debe calcular con este límite. El aire a 20°C con una humedad relativa de un 75%, (punto C del ábaco psicrométrico) posee una temperatura de rocío de 15,5°C (punto D del mismo ábaco).

-

16

coeficiente Rsi : 0,12 m2 ⋅ °C/W (ver 5.1.1).

NCh1973 Introduciendo los valores en la ecuación 1 tenemos:

RT =

20 - 3,2) ⋅ 0,12 = 0,45 m2 ⋅ °C/W (20 - 15,5)

La resistencia térmica total que deben poseer los muros que dan al exterior para cumplir con la resistencia térmica mínima es de 0,45 m2 ⋅ °C/W. El mismo valor se puede obtener con el ábaco de la figura 1.

Las resistencias térmicas para otros elementos de la envolvente térmica, como: pisos, cielos, etc., se obtienen con el mismo procedimiento adoptando el valor adecuado para el coeficiente Rsi, entregado en 5.1.1. Los ábacos de 5.1.4 incluyen los cambios relativos a dicho coeficiente. La resistencia térmica mínima garantiza la no ocurrencia de condensación superficial sólo cuando la renovación del aire en el local sea suficiente para que la humedad relativa del aire ambiente no sobrepase el 75%. En consecuencia, debe verificarse la ventilación del recinto. C.2 Renovación del aire. Verificación de la ventilación Los datos para el cálculo son los siguientes: -

la masa de vapor de agua producida en cada hora, mv es de: 400 g/h;

-

el contenido de humedad del aire exterior, He, es de : 4,3 g/kg de aire seco.

17

NCh1973 Para una humedad relativa de un 90% y una temperatura seca de 3,2°C (condición representada por el punto A del ábaco psicrométrico), el contenido de humedad del aire exterior es de 4,3 g/kg de aire seco, aproximadamente.

-

El contenido de humedad del aire interior para la temperatura de uso del local (20°C) y la máxima humedad relativa permitida sin que se genere condensación superficial (75%), His es de: 10,8 g/kg de aire seco, aproximadamente.

-

El volumen del local, V es de: 30 m3.

Introduciendo los valores en la ecuación 3, tenemos:

N>

18

0,83 ⋅ 400 = 1,7 (10,8 - 4,3) ⋅ 30

NCh1973 Las renovaciones del aire en el local deberán ser superiores a 1,7 veces/hora. De no ser así, la humedad relativa del aire se elevará por sobre el valor preestablecido para determinar el aislamiento térmico (75%) y se producirá condensación. En nuestro caso, las renovaciones por infiltraciones ascienden sólo a 1,2 veces/hora, en consecuencia, se deberán contemplar aberturas de ventilación (dos aberturas: de entrada para el aire fresco y de salida para el aire húmedo).

19

NORMA CHILENA OFICIAL INSTITUTO

NACIONAL

DE

NCh

NORMALIZACION

!

1973.Of87 INN-CHILE

Acondicionamiento térmico - Aislación térmica - Cálculo del aislamiento térmico para disminuir o eliminar el riesgo de condensación superficial Thermal conditioning - Thermal insulation - Calculation of thermal insulation to reduce or eliminate surface condensation risk

Primera edición : 1987 Reimpresión : 1999

Descriptores:

aislación térmica, condensación, resistencia térmica, cálculos matemáticos

CIN 91.120.10 COPYRIGHT Dirección Casilla Teléfonos Telefax Web Miembro de

© 1987 : INSTITUTO NACIONAL DE NORMALIZACION - INN * Prohibida reproducción y venta * : Matías Cousiño Nº 64, 6º Piso, Santiago, Chile : 995 Santiago 1 - Chile : +(56 2) 441 0330 • Centro de Documentación y Venta de Normas (5º Piso) : +(56 2) 441 0425 : +(56 2) 441 0427 • Centro de Documentación y Venta de Normas (5º Piso) : +(56 2) 441 0429 : www.inn.cl : ISO (International Organization for Standardization) • COPANT (Comisión Panamericana de Normas Técnicas)

NORMA CHILENA OFICIAL

NCh1980.Of88

Acondicionamiento térmico - Aislación térmica Determinación de la ocurrencia de condensaciones intersticiales

Preámbulo El Instituto Nacional de Normalización, INN, es el organismo que tiene a su cargo el estudio y preparación de las normas técnicas a nivel nacional. Es miembro de la INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION (ISO) y de la COMISION PANAMERICANA DE NORMAS TECNICAS (COPANT), representando a Chile ante esos organismos. La norma NCh1980 ha sido preparada por la División de Normas del Instituto Nacional de Normalización, y en su estudio participaron los organismos y las personas naturales siguientes: Aislantes AISLAPOL S.A.C. e I. Aislantes HARTIPOL S.A. Aislantes Nacionales Ltda. Centro de Ahorro de Energía Colegio de Arquitectos Compañía Industrial El Volcán S.A. Dirección General de Metro Instituto de Investigaciones y Ensayes de Materiales de la Universidad de Chile, IDIEM Instituto Nacional de Normalización, INN Instituto Profesional de Santiago Maderas y Paneles S.A., MAPAL Ministerio de Obras Públicas, Dirección de Arquitectura, MOP Ministerio de Vivienda y Urbanismo, MINVU

Daniel Longueira S. Patricio Ursic L. Andrés Vásquez M. Felipe Mujica V. Carlos Claussen W. Guillermo Knaudt C. Mauricio Muñoz C. Roy Levis M. Miguel Bustamante S. Gabriel Rodríguez J. Liliana Anduaga G. Ramón Undurraga D. Rafael Varleta V. Santiago Castillo R. I

NCh1980 Universidad del Bío Bío Universidad Técnica Federico Santa María

Ariel Bobadilla M. Roberto Goycolea I. Pedro Sarmiento M.

Los anexos no forman parte del cuerpo de la norma, se insertan sólo a título informativo. Esta norma ha sido aprobada por el Consejo del Instituto Nacional de Normalización, en sesión efectuada el 21 de Diciembre de 1987. Esta norma ha sido declarada norma chilena Oficial de la República, por Decreto N°142, de fecha 9 de Agosto de 1988, del Ministerio de Vivienda y Urbanismo, publicado en el Diario Oficial N°33.162, del 2 de Septiembre de 1988. Esta norma es una "reedición sin modificaciones" de la norma chilena Oficial NCh1980.Of88, "Acondicionamiento térmico - Aislación térmica - Determinación de la ocurrencia de condensaciones intersticiales", vigente por Decreto N°142, de fecha 9 de Agosto de 1988, del Ministerio de Vivienda y Urbanismo.

II

NORMA CHILENA OFICIAL

NCh1980.Of88

Acondicionamiento térmico - Aislación térmica Determinación de la ocurrencia de condensaciones intersticiales

0 Introducción 0.1 El vapor de agua que se genera en los ambientes interiores de los edificios, produce un aumento de la presión de vapor del aire, ocasionando una diferencia de presión de vapor entre el interior y exterior de los edificios (difusión de vapor). 0.2 El fenómeno de la difusión del vapor de agua a través de un elemento, obedece a leyes análogas a las que rigen la transmisión del calor en régimen permanente. 0.3 Si en algún lugar del interior de un elemento constructivo se alcanza una presión igual o superior a la presión de saturación, se producirá condensación dentro del elemento (condensación intersticial).

1 Alcance y campo de aplicación 1.1 Esta norma establece los procedimientos de cálculo para determinar la posible ocurrencia de condensación acuosa en el interior de los elementos constructivos de un edificio, en especial aquellos que conforman la envolvente térmica y que por ello separan ambientes de muy distinta temperatura y humedad. 1.2 Esta norma no permite calcular la cantidad de agua condensada, limitándose sólo a establecer las condiciones bajo las cuales es posible la existencia de ésta. 1.3 Los métodos de cálculo corresponden a condiciones estacionarias de transmisión de calor y de vapor de agua.

1

NCh1980 1.4 Las zonas especiales de la envolvente de un edificio, tales como juntas de construcción, pilares, vigas u otros deben ser analizadas especialmente, pues constituyen puntos críticos en la ocurrencia de la condensación intersticial. 1.5 Para materiales de comportamiento térmico variable, por ejemplo, madera en contacto con ambientes de diferente humedad y temperatura, se deben emplear valores promedios teniendo en cuenta que ello implica una aproximación en los resultados que arroja el método.

2 Referencias NCh849 NCh853 NCh1079 NCh1971 NCh1973

Aislación térmica - Transmisión térmica - Terminología, magnitudes, unidades y símbolos. Acondicionamiento térmico - Envolvente térmica de edificios - Cálculo de resistencias y transmitancias térmicas. Arquitectura y construcción - Zonificación climático habitacional para Chile y recomendaciones para el diseño arquitectónico. Aislación térmica - Cálculo de temperaturas en elementos de construcción. Acondicionamiento térmico - Aislación térmica - Cálculo del aislamiento térmico para disminuir o eliminar el riesgo de condensación superficial.

3 Símbolos, magnitudes y unidades 3.1 En la tabla 1 se presentan los símbolos y unidades de las magnitudes utilizadas en esta norma. Tabla 1

Símbolo

2

Magnitud representada

Unidad

HR

Humedad relativa del aire

%

H

Contenido de humedad del aire

g/kg

θ

Temperatura

°C

Pv

Presión de vapor

Pa

Ps

Presión de saturación

Pa

λ

Conductividad térmica

W/(m ° C)

rv

Resistividad a la difusión del vapor de agua

MN s/(g m)

Rv

Resistencia a la difusión del vapor de agua

MN s/g

R

Resistencia térmica

m2 °C/W

RT

Resistencia térmica total

m2 °C/W

Rs

Resistencia térmica superficial

m2 °C/W

e

Espesor

m

NCh1980

4 Terminología 4.1 barrera de vapor: lámina o capa que presenta una resistencia a la difusión del vapor de agua comprendida entre 10 y 230 MN s/g. 4.2 contenido de humedad del aire, H: es la cantidad de vapor de agua que posee el aire. Corrientemente se expresa en g/kg (gramos de vapor de agua por kilogramos de aire seco). 4.3 cortavapor: lámina o capa que presenta una resistencia a la difusión del vapor de agua mayor que 230 MN s/g. 4.4 factor de posición: es el producto de la conductividad térmica por la resistividad a la difusión del vapor de agua de un material (λ ⋅ rv). Se expresa en W MN s/(m2 g ° C). NOTA - Esta unidad carece de importancia ya que sólo es un factor de ordenamiento y no participa en los cálculos de condensación.

4.5 humedad relativa del aire, HR: es el cuociente entre la presión parcial de vapor, Pv, y la presión de saturación, Ps. La humedad relativa, en tanto por ciento, se obtiene de la relación:

HR =

Pv Ps

⋅

100

(1)

Se expresa en %. 4.6 presión parcial de vapor, Pv: es aquella que ejerce el vapor sobre las paredes del recipiente que lo contiene si estuviese solo ocupando el volumen de la mezcla en cuestión. Se expresa en Pa. 4.7 resistencia a la difusión de vapor de agua en un elemento, Rv: es el producto de la resistividad a la difusión del vapor por el espesor del elemento considerado.

Rv = e

⋅

rv

(2)

Se expresa en MN s/g, (ver tabla 5, anexo A). NOTA - Para un elemento constructivo compuesto por varias capas de materiales homogéneos a la difusión del vapor, su resistencia a la difusión queda dada por la suma de las resistencias de dichas capas, es decir: j =n

Rv = ∑ e j ⋅ rv

(3)

j =i

3

NCh1980 4.8 resistividad a la difusión del vapor de agua de un elemento, rv: es el inverso de la cantidad de vapor de agua que pasa en la unidad de tiempo a través de una superficie unitaria de una muestra infinitamente extensa, de espesor unitario, cuando entre sus caras paralelas se establece una diferencia unitaria de presiones de vapor. Se expresa en MN s/(g ⋅ m), (ver tabla 6, anexo A). Otros términos aparecen en la norma NCh849.

5 Cálculo para determinar la ocurrencia de condensación intersticial 5.1 El cálculo de verificación puede dividirse en cuatro etapas a saber: a) Determinación, analítica o gráfica de las temperaturas a través del elemento, (NCh1971). b) Conocidas las temperaturas, se determinan las presiones de saturación a través del elemento, ver 5.4 (Presiones de saturación del vapor de agua a diferentes temperaturas). c) Determinación, analítica o gráfica de las presiones de vapor que se tienen a través del elemento. d) Comparación entre la presión de saturación y presión de vapor que se tienen a través del elemento. En aquellos puntos en que la presión de vapor resulte igual o mayor que la presión de saturación se producirá condensación intersticial. 5.2 Los cálculos se hacen para las condiciones más desfavorables (generalmente condiciones de invierno).

5.3 Disposición adecuada de las capas Para evitar que la temperatura en cada punto del interior de un elemento constructivo sea inferior a la temperatura de rocío (condición para que se produzca condensación), deben ordenarse las capas de materiales de modo que el factor de posición aumente hacia la cara caliente del elemento. Como consecuencia del punto anterior, una eventual barrera de vapor debe colocarse siempre en la cara caliente del elemento. Los aislantes térmicos deben instalarse en la cara fría del elemento, salvo que posean una elevada resistencia a la difusión del vapor de agua. Se posibilita la eliminación del vapor de agua hacia el exterior si las capas cercanas a la cara fría son de menor resistencia a la difusión del vapor de agua. La capa externa debe ser suficientemente impermeable a la lluvia.

4

NCh1980 5.4 Cálculo de la presión de saturación de vapor de agua en cada punto del elemento constructivo Este valor sólo depende de la temperatura y puede obtenerse tanto de la tabla 2 como por la fórmula aproximada siguiente:

PVSAT

θ   = a b + °C  100  

n

(4)

en que:

PVSAT

=

presión de vapor de saturación, Pa;

θ

=

temperatura seca, ° C;

a,b, n

=

constantes,

0°C ≤ θ ≤ 30 °C

- 20°C ≤ θ ≤ 0 °C

a

=

288,68

Pa

b

=

1,098

n

=

8,02

a

=

4,689 Pa

b

=

1,486

n

=

12,30

5

NCh1980 Tabla 2 - Presión de saturación de vapor de agua a diferentes temperaturas (desde 30,9 °C hasta -20,9 °C). Presión de saturación de vapor de agua, Pa Temperatura, °C

0,0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

30 29

4 244 4 006

4 269 4 030

4 294 4 053

4 319 4 077

4 344 4 101

4 369 4 124

4 394 4 148

4 419 4 172

4 445 4 196

4 469 4 218

28 27

3 781 3 566

3 803 3 588

3 826 3 609

3 848 3 631

3 871 3 652

3 894 3 674

3 916 3 695

3 939 3 717

3 961 3 738

3 984 3 759

26

3 362

3 382

3 403

3 423

3 443

3 463

3 484

3 504

3 525

3 544

25

3 169

3 188

3 208

3 227

3 246

3 266

3 284

3 304

3 324

3 343

24 23

2 985 2 810

3 003 2 827

3 021 2 845

3 040 2 863

3 059 2 880

3 077 2 897

3 095 2 915

3 114 2 932

3 132 2 950

3 151 2 968

22 21

2 645 2 487

2 661 2 504

2 678 2 518

2 695 2 535

2 711 2 551

2 727 2 566

2 744 2 582

2 761 2 598

2 777 2 613

2 794 2 629

20

2 340

2 354

2 369

2 384

2 399

2 413

2 428

2 443

2 457

2 473

19 18 17

2 197 2 065 1 937

2 212 2 079 1 950

2 227 2 091 1 963

2 241 2 105 1 976

2 254 2 119 1 988

2 268 2 132 2 001

2 283 2 145 2 014

2 297 2 158 2 027

2 310 2 172 2 039

2 324 2 185 2 052

16

1 818

1 830

1 841

1 854

1 866

1 678

1 889

1 901

1 914

1 926

15

1 706

1 717

1 729

1 739

1 750

1 762

1 773

1 784

1 795

1 806

14

1 599

1 610

1 621

1 631

1 642

1 653

1 663

1 674

1 684

1 695

13 12

1 498 1 403

1 508 1 413

1 516 1 422

1 528 1 431

1 538 1 441

1 548 1 451

1 559 1 460

1 569 1 470

1 578 1 479

1 588 1 488

11

1 312

1 321

1 330

1 340

1 349

1 358

1 367

1 375

1 385

1 394

10

1 228

1 237

1 245

1 254

1 262

1 270

1 279

1 287

1 296

1 304

9 8

1 148 1 073

1 156 1 081

1 163 1 088

1 171 1 096

1 179 1 103

1 187 1 110

1 195 1 117

1 203 1 125

1 211 1 133

1 218 1 140

7 6

1 002 935

1 008 942

1 016 949

1 023 955

1 030 961

1 038 968

1 045 975

1 052 982

1 059 988

1 066 995

5 4

872 813

878 819

884 825

890 831

896 837

902 843

907 849

913 854

919 861

925 866

3 2

759 705

765 710

770 716

776 721

781 727

787 732

793 737

798 743

803 748

808 753

1 0

657 611

662 616

667 621

672 626

677 630

682 635

687 640

691 645

696 648

700 653

-0 -1

611 562

605 557

600 552

595 547

592 543

587 538

582 534

577 531

572 527

567 522

-2 -3

517 476

514 472

509 468

505 464

501 461

496 456

492 452

489 448

484 444

480 440

-4 -5

437 401

433 398

430 395

426 391

423 388

419 385

415 382

412 379

408 375

405 372

(Continúa)

6

NCh1980 Tabla 2 - Presión de saturación de vapor de agua a diferentes temperaturas (desde 30,9 °C hasta -20,9 °C).

(Conclusión)

Presión de saturación de vapor de agua, Pa Temperatura, °C

0,0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

-6

368

365

362

359

356

353

350

347

343

340

-7 -8

337 310

336 306

333 304

330 301

327 298

324 296

321 294

318 291

315 288

312 286

-9 - 10

284 260

281 258

279 255

276 253

274 251

272 249

269 246

267 244

264 242

262 239

- 11

237

235

233

231

229

228

226

224

221

219

- 12

217

215

213

211

209

208

206

204

202

200

- 13 - 14

198 181

197 180

195 176

193 177

191 175

190 173

188 172

186 170

184 168

182 167

- 15

165

164

162

161

159

158

157

155

153

152

- 16

150

149

148

146

145

144

142

141

139

138

- 17 - 18

137 125

136 124

135 123

133 122

132 121

131 120

129 118

128 117

127 116

126 115

- 19 - 20

114 103

113 102

112 101

111 100

110 99

109 98

107 97

106 96

105 95

104 94

5.5 Cálculo de las presiones parciales de vapor de agua en cada punto del elemento constructivo 5.5.1 Método analítico Si el elemento está formado por una o más capas sucesivas, entonces:

∆Pv = ( Pvi − Pve ) ⋅

Rv Rvt

(5)

en que:

∆ P vj

=

caída de presión del vapor de agua en la capa, j del elemento, Pa;

P vi

=

presión de vapor en la cara del elemento que da hacia el local; es igual a la presión de vapor en el local, Pa;

P ve

=

presión de vapor en la cara del elemento que da hacia el exterior; es igual a la presión de vapor en el ambiente exterior, Pa;

P vj

=

resistencia a la difusión de la capa j del elemento, MN s/g;

NOTA - Las capas y cámaras de aire ventiladas poseen una resistencia nula.

R vT

=

resistencia a la difusión del vapor del elemento (resistencia total), MN s/g. 7

NCh1980 5.6 Método gráfico para determinar la ocurrencia de condensación intersticial El método se basa en que al graficar en abscisas la resistencia térmica de un elemento constructivo, el perfil de temperatura en ordenadas es una recta (ver NCh1971), las presiones de saturación conforman una curva y el perfil de presiones parciales de vapor constituye una línea quebrada de trazos rectos. En las figuras 1 y 2 se han dispuesto elementos con tres capas de materiales. En ellas se ilustra la forma que pueden adoptar los perfiles de temperatura, la presión de saturación y la presión de vapor a través de un elemento compuesto, cuando se toman en abscisas unidades de resistencia térmica.

8

NCh1980

Figura 1 - Perfiles de temperatura y presión en un elemento compuesto sin condensación intersticial

9

NCh1980

Figura 2 – Perfiles de presión de vapor en un elemento compuesto, con condensación intersticial

La condensación acuosa intersticial se produce cuando la presión parcial de vapor de agua, en algún punto o más, supera a la presión de saturación de vapor de agua, condición equivalente a que la temperatura sea inferior a la temperatura de rocío.

10

NCh1980 5.6.1 Confección de una plantilla de cálculo para la determinación gráfica de la condensación intersticial en elementos de construcción a) Condiciones de borde para la confección de la plantilla de cálculo -

temperatura ambiente del local, θi;

-

temperatura ambiente exterior, θe;

-

humedad relativa del aire en el exterior, HRe;

La plantilla permite efectuar la comprobación de cualquier elemento de construcción, incluso haciendo variar la humedad relativa interior, sin tener que modificar la forma del gráfico de cálculo. La explicación de la confección de este tipo de plantilla se hará, por ejemplo, con las siguientes condiciones de borde: -

temperatura ambiente del local

: •i

=

-

temperatura ambiente exterior

: •e

=

-

humedad relativa exterior

: HRe

=

24 °C; 0 °C; 90 %.

b) Figura parcial I Eligiendo una escala adecuada, se traza el perfil de temperaturas entre un punto en la escala vertical correspondiente a 24 °C y otro a 0 °C, dejando abierta la escala horizontal. De acuerdo a la precisión que se desee alcanzar, se determina, para algunas temperaturas del perfil, la presión de saturación y se procede a unir los puntos para establecer el perfil de presiones de saturación, (ver tabla 3). De esta forma se obtiene el gráfico de la figura parcial I considerando las siguientes temperaturas dentro del perfil, (ver figura 3).

11

NCh1980 Tabla 3 - Presión de saturación de vapor de agua a diferentes temperaturas Temperatura, °C

Presión de saturación, Pa

0 (•e)

611

5 10 15 20

872 1 228 1 706 2 340 2 985

24 (•i)

Figura parcial I

Figura 3 - Gráfico de la figura parcial I.

12

NCh1980 c) Figura parcial II La altura correspondiente a la presión de vapor exterior (Pve) se designa como línea base o de referencia y al costado derecho del perfil de presiones de saturación, se ubica la escala de humedades relativas del ambiente interior. Está constituida por los valores porcentuales a los que equivale la escala de presiones parciales del perfil, tomando como 100% el valor que corresponde a la presión de saturación para •i. Para el ejemplo, se emplea la tabla 4, resultando el gráfico que se indica en la figura 4. Tabla 4 - Valores porcentuales de la presión de vapor de agua Humedad relativa en el ambiente interior, % 100

Presión de vapor, Pa 2 985 = presión de saturación a 24°C

95

2 985 ⋅ 0,95 = 2 836

90

2 985 ⋅ 0,90 = 2 687

85

2 985 ⋅ 0,85 = 2 537

80

2 985 ⋅ 0,80 = 2 388

75

2 985 ⋅ 0,75 = 2 239

70

2 985 ⋅ 0,70 = 2 090

65

2 985 ⋅ 0,65 = 1 940

60

2 985 ⋅ 0,60 = 1 791

55

2 985 ⋅ 0,55 = 1 642

50

2 985 ⋅ 0,50 = 1 493

45

2 985 ⋅ 0,45 = 1 343

40

2 985 ⋅ 0,40 = 1 194

13

NCh1980

Figura 4 - Gráfico de la figura parcial I y ll

d) Plantilla de cálculo terminada Sirve para verificar la posible ocurrencia de condensación intersticial en el interior de elementos constructivos con cualquier número, disposición y espesor de capa, para condiciones exteriores •e = 0 °C y HRe = 90%, con un ambiente interior de •i = 24°C. La plantilla terminada puede observarse en la figura 5. La aplicación del método gráfico, con apoyo de un ejemplo, se presenta en el anexo B.

14

NCh1980

Figura 5 - Plantilla para determinar la condensación intersticial de un elemento

15

NCh1980

Anexo A (Informativo) Tabla 5 - Resistencia a la difusión del vapor de agua de algunos materiales en forma de lámina Material Hoja de aluminio de 8 •m

Resistencia a la difusión, (MN s/g) 4 000

Lámina de polietileno de 0,05 mm

103

Lámina de polietileno de 0,10 mm

230

Lámina de poliéster de 25 •m

24

Papel Kraft con oxiasfalto

9,7

Papel Kraft

0,43

Pintura (esmalte) Papel vinílico de revestimiento

16

7,5 - 40 5 - 10

NCh1980 Tabla 6 - Resistividad a la difusión del vapor de agua de algunos materiales de construcción Material Aire en reposo (cámara no ventilada) Aire en movimiento (cámara ventilada)

Resistividad a la difusión, MN s/(g m) 5,5 0

Ladrillo macizo

55

Ladrillo hueco

30

Enlucidos de yeso

60

Placa de amianto-cemento

1,6 - 3,5

Hormigón con áridos normales

30 - 100

Hormigón con fibra de madera

15 - 40

Hormigón con aire incorporado (espumado)

20

Madera

45 - 75

Tablero aglomerado de partículas

15 - 60

Contrachapado de madera

1 500 - 6 000

Cartón-yeso en planchas

45 - 60

Espuma elastomérica

48 000

Lana mineral Perlita expandida Poliestireno expandido Poliuretano espuma, inyectado Urea formaldehido, espuma

9,6 - 10,5 0 138 - 253 96 - 184 20 - 30

NOTA - Los valores recopilados en las tablas 5 y 6 se han obtenido de la norma Básica de la Edificación Española NBE - CT - 79 y no representan, necesariamente, valores de materiales nacionales.

17

NCh1980

Anexo B (Informativo) Método gráfico para determinar la ocurrencia de condensación intersticial La verificación gráfica se efectúa sobre una plantilla que tiene incorporados los perfiles de temperatura y presión de saturación. La confección de esta plantilla puede consultarse en 5.6.1. La aplicación del método gráfico se presenta a continuación con apoyo de un ejemplo explicativo. El elemento analizado corresponde a un muro de albañilería de ladrillos perforados de 14 cm de espesor, con un estuco interior de 2 cm, y un revestimiento exterior de baldosines cerámicos de ornato de 1,5 cm de espesor. La figura 6 corresponde a la verificación gráfica del elemento en cuestión. Esta plantilla permite la verificación para elementos perimetrales de locales con una temperatura ambiente, •i, de 20°C, cuando en el exterior se tiene. -

temperatura del aire, •e

:

3 °C;

-

humedad relativa del aire, HRe

:

90 %.

La plantilla puede ser utilizada con muy buena aproximación en las zonas climáticas Central-Interior y Sur-Interior (NCh1079) si la temperatura ambiente de los locales no difiere mayormente de 20 °C ± 10%. Los pasos a seguir en la verificación gráfica son los siguientes: 1) Cuadro de datos El cuadro de datos del formulario se completa con los valores de espesor e, resistencia térmica R y resistencia a la difusión Rv de las diversas capas que conforman el elemento, anotándolos en la columna correspondiente. Sumando los valores para cada una de las columnas R y Rv del cuadro, se obtiene la resistencia térmica total, RT y la resistencia a la difusión, RvT, del elemento. Al lado derecho de la columna R aparece la columna R/RT, en la que se anota la fracción que representa la resistencia térmica de cada capa, R, respecto de la resistencia térmica total, RT, del elemento. Al lado derecho de la columna Rv aparece la columna Rv/RvT, en la que se anota la fracción que representa la resistencia a la difusión de cada capa, Rv, respecto de la resistencia a la difusión del elemento (resistencia total), RvT. 18

NCh1980 2) Representación gráfica del elemento En la figura 7 (I) se representa el elemento en corte entre las verticales segmentadas, dando a cada capa un espesor proporcional a su resistencia térmica respecto de la resistencia térmica total del elemento (se incluyen las capas de aire interior y exterior del elemento). Esto se consigue dividiendo el trazo que representa el perfil de temperaturas de acuerdo con las fracciones que aparecen en la columna R/RT del cuadro de datos (desde el exterior hacia el interior y en el mismo orden) indicado en la figura 7. En el ejemplo, la división se ha efectuado sobre otro trazo ubicado sobre el perfil de temperaturas para no quitar claridad a la figura. Por los puntos de división del perfil (el trazo superior en este caso) se trazan perpendiculares que representan, en definitiva, los límites de las capas que conforman el elemento. Una vez que el elemento ha quedado representado, del gráfico se pueden obtener en forma inmediata valores de temperatura y presión de saturación en cualquier parte de él (ver figura 6).

19

NCh1980

Figura parcial I Figura 6 – Obtención de temperaturas y presiones de saturación a partir del gráfico. Para el ejemplo analizado, en el limite entre el baldosín cerámico y el ladrillo se tiene una temperatura de 5,3°C, y una presión de saturación de 0,93 Pa, aproximadamente

20

NCh1980 3) Perfil de la distribución de presión del vapor de agua a través del elemento A continuación, en la figura 7 (II), se dibuja un trazo inclinado, con una inclinación apropiada entre la horizontal base del diagrama y la escala de humedades relativas. La intersección con la escala de humedades relativas debe efectuarse en una altura igual a la humedad relativa del aire que se tiene en el local (75% para el ejemplo). El trazo se divide de acuerdo con las fracciones que aparecen en la columna Rv/RvT del cuadro de datos, desde el lado exterior hacia el interior del elemento y en el mismo orden indicado en la figura 7. Desde cada punto de división del trazo, que representa un límite de capa (se excluyen las capas de aire interior y exterior del elemento), se dibuja un trazo horizontal hacia la figura parcial I hasta intersectar el correspondiente límite de capa. A continuación estos puntos de intersección se unen mediante trazos rectos obteniéndose, de esta forma, el perfil de distribución de la presión de vapor a través del elemento en la figura parcial I. El trazo inclinado que se dibujó en la figura parcial II corresponde al perfil de presiones de vapor en coordenadas presión de vapor-resistencia a la difusión. La línea quebrada obtenida en la figura parcial I corresponde al mismo perfil en coordenadas presión de vapor-resistencia térmica. El espesor relativo que tiene cada capa en las figuras parcial I y II dan una idea de la incidencia que tiene la capa sobre la resistencia térmica total y la resistencia a la difusión del elemento, respectivamente. Es así, por ejemplo, que la capa de baldosín cerámico del elemento analizado otorga sólo un 4% (0,04) de la resistencia térmica total del elemento, en tanto que posee una resistencia a la difusión equivalente al 51% (0,51) de la resistencia a la difusión del elemento. 4) Verificación de la condensación intersticial En todas aquellas zonas en que el perfil de presión de vapor es tangente, corta o queda por encima del perfil de presión de saturación (figura parcial I) se producirá condensación intersticial. En el ejemplo se produce condensación en casi todo el espesor de la capa de ladrillos y en más de la mitad del espesor del baldosín cerámico (zona achurada). La condensación será más intensa en la medida que la presión de vapor sea mayor que la de saturación, Ps. Para la configuración dada en el ejemplo se producirá abundante condensación del vapor de agua en el límite entre el baldosín cerámico y el ladrillo.

21

NCh1980 Ejemplo de cálculo de condensación intersticial en cerramientos Para zonas climaticas CI y SI (según NCh1079) (ti= 20°C; te= 3°C; HRe=90%)

Figura 7 – Ejemplo ilustrativo del método grráfico para el cálculo del riesgo de condensación intersticial. La zona achurada en la figura parcial I corresponda a la zona en que se peroduce condensación intersticial

22

NORMA CHILENA OFICIAL INSTITUTO

NACIONAL

Acondicionamiento Determinación de intersticiales

DE

NCh

NORMALIZACION

!

1980.Of87 INN-CHILE

térmico - Aislación térmica la ocurrencia de condensaciones

Thermal conditioning - Thermal insulation - Determination of interstitial condensation

Primera edición : 1988 Reimpresión : 1999

Descriptores:

aislación térmica, aislación térmica (propiedades), condensación, cálculos matemáticos, ensayos

CIN 91.120.10 COPYRIGHT Dirección Casilla Teléfonos Telefax Web Miembro de

© 1988 : INSTITUTO NACIONAL DE NORMALIZACION - INN * Prohibida reproducción y venta * : Matías Cousiño Nº 64, 6º Piso, Santiago, Chile : 995 Santiago 1 - Chile : +(56 2) 441 0330 • Centro de Documentación y Venta de Normas (5º Piso) : +(56 2) 441 0425 : +(56 2) 441 0427 • Centro de Documentación y Venta de Normas (5º Piso) : +(56 2) 441 0429 : www.inn.cl : ISO (International Organization for Standardization) • COPANT (Comisión Panamericana de Normas Técnicas)

NORMA CHILENA OFICIAL

NCh2251.Of94

Aislación térmica - Resistencia térmica de materiales y elementos de construcción

Preámbulo El Instituto Nacional de Normalización, INN, es el organismo que tiene a su cargo el estudio y preparación de las normas técnicas a nivel nacional. Es miembro de la INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION (ISO) y de la COMISION PANAMERICANA DE NORMAS TECNICAS (COPANT), representando a Chile ante esos organismos. La norma NCh2251 ha sido preparada por la División de Normas del Instituto Nacional de Normalización, y en su estudio participaron los organismos y las personas naturales siguientes: Aislantes Nacionales Ltda. ARMCO Instapanel S.A. BASF Chile S.A. - División Aislapol Colegio de Arquitectos de Chile Compañía Industrial El Volcán S.A. COVINTEC Chile Ltda. Instituto de Investigaciones y Ensayes de Materiales, IDIEM, Universidad de Chile Instituto Nacional de Normalización, INN Ministerio de Vivienda y Urbanismo, MINVU Ministerio de Obras Públicas, Dirección de Arquitectura, MOP Municipalidad de Quilpué SHELL Chile S.A. Universidad Tecnológica Metropolitana

Cristián Vergara D. Ricardo Muñoz G. Daniel Longueira S. Guillermo Figueroa A. Agustín Echeverría D. Luciano Odone P. Miguel Bustamante S. Gabriel Rodríguez J. José Campos R. Rafael Varleta V. Mariana Torrealba S. Vicente García L. Liliana Anduaga G.

I

NCh2251 Esta norma ha sido aprobada por el Consejo del Instituto Nacional de Normalización, en sesión efectuada el 14 de Diciembre de 1993. Esta norma ha sido declarada norma chilena Oficial de la República, por Decreto N° 54, de fecha 18 de Marzo de 1994, publicado en el Diario Oficial N° 34.837 de fecha 12 de Abril de 1994, del Ministerio de Vivienda y Urbanismo.

II

NORMA CHILENA OFICIAL

NCh2251.Of94

Aislación térmica - Resistencia térmica de materiales y elementos de construcción

1 Alcance y campo de aplicación 1.1 Esta norma establece la rotulación de los aislantes térmicos o de los elementos que los contengan a través de la cual se da a conocer la aislación térmica total que ofrecen. 1.2 Esta norma es aplicable tanto a materiales como a elementos que constituyen la envolvente térmica del edificio, o cualquier otro que separe ambientes de temperaturas distintas.

2 Referencias NCh849 NCh850 NCh851 NCh853

Aislación térmica - Transmisión térmica - Terminología, magnitudes, unidades y símbolos. Aislación térmica - Método para la determinación de la conductividad térmica en estado estacionario por medio del anillo de guarda. Aislación térmica - Determinación de coeficientes de transmisión térmica por el método de la cámara térmica. Acondicionamiento térmico - Envolvente térmica de edificios - Cálculo de resistencias y transmitancias térmicas.

1

NCh2251

3 Simbología y unidades Concepto

Símbolo de la magnitud

Unidad SI

Conductividad térmica

λ

Espesor

e

m

Resistencia térmica

R

m2K/W

Factor de resistencia térmica *)

R100

W/(m K)

100 m2K/W

*)

Ver párrafo 4.6

4 Definiciones 4.1 conductividad térmica: cantidad de calor que bajo condiciones estacionarias pasa en la unidad de tiempo a través de la unidad de área de una muestra de material homogéneo de extensión infinita, de caras plano paralelas y de espesor unitario, cuando se establece una diferencia de temperatura unitaria entre sus caras. Se determina experimentalmente según norma NCh850. 4.2 elemento: conjunto de materiales que debidamente dimensionados cumplen una función definida, tal como un muro, un tabique, una ventana, una puerta, un pilar, una viga, una cubierta, etc. 4.3 envolvente térmica: serie de elementos constructivos que separan el ambiente interior del ambiente exterior de un edificio. 4.4 material: componente de un elemento de construcción. 4.5 resistencia térmica: oposición al paso del calor que presenta un material o elemento de construcción, de espesor " e ", bajo condiciones unitarias de superficie y de diferencia de temperatura. Puede determinarse en forma experimental, según la norma NCh851, o bien mediante cálculo, según la norma NCh853. NOTA - Debe tenerse presente que la resistencia térmica varía principalmente con: a)

la densidad del material;

b)

la temperatura;

c)

el contenido de humedad.

Si no se dice otra cosa, se debe entender que el valor de R corresponde a la temperatura ambiente (20°C) y sin humedad (estado seco). En todo caso habrá que estipular la densidad.

4.6 factor de resistencia térmica: resistencia térmica que presenta un material o elemento de construcción, multiplicado por 100. Se expresa en unidades del Sistema Internacional de Unidades.

2

NCh2251 4.7 Otros términos aparecen en la norma NCh849.

5 Resistencia térmica 5.1 La resistencia térmica de un elemento homogéneo se calcula por la relación siguiente:

R=

e λ

5.2 La resistencia térmica de un elemento formado por varias capas de materiales distintos, en contacto entre sí, se calcula por la relación siguiente:

R= ∑

e e1 e2 e3 e = + + ... n λ λ1 λ2 λ3 λn

NOTAS 1)

Para calcular la resistencia térmica de elementos heterogéneos, ver NCh853.

2)

Los materiales que se utilizan en espesores inferiores a 3 mm ofrecen tan pequeña resistencia térmica que ésta no debe considerarse en los cálculos prácticos. Tal es el caso de papeles, folios y láminas delgadas, (ver NCh853). No obstante lo anterior, ellos pueden contribuir a aumentar la resistencia térmica de las cámaras de aire confinadas por ellos, por ejemplo, al actuar por reflexión, si la cara del material que mira a dicha cámara es brillante y mantiene el brillo en el tiempo.

3)

En caso de materiales anisotrópicos deberá estipularse el sentido del flujo térmico.

6 Rotulado de los materiales y elementos 6.1 Los materiales y elementos referidos en esta norma NCh2251, deben rotularse en forma clara y visible con el valor de R100 en los mismos, o en sus empaques, o embalajes o en sus envases, de modo que no se produzcan confusiones. 6.2 En materiales sueltos a granel cuyo espesor depende de su colocación en obra, deberá estipularse claramente en el rótulo de los envases, una tabla de valores R100 para cada espesor correspondiente, con letras y números de igual tamaño. 6.3 El rótulo llevará el valor de R100 y la densidad media aparente, como mínimo.

3

NORMA CHILENA OFICIAL INSTITUTO

NACIONAL

DE

NCh

NORMALIZACION

!

2251.Of94 INN-CHILE

Aislación térmica - Resistencia térmica de materiales y elementos de construcción Thermal insulation - Thermal resistance of construction materials and elements

Primera edición : 1994 Reimpresión : 1998

Descriptores:

aislación térmica, resistencia térmica, elementos de construcción, materiales de construcción, aislantes térmicos, cálculos matemáticos, rotulación.

CIN COPYRIGHT Dirección Casilla Teléfonos Telefax Web Miembro de

© 1994 : INSTITUTO NACIONAL DE NORMALIZACION - INN * Prohibida reproducción y venta * : Matías Cousiño Nº 64, 6º Piso, Santiago, Chile : 995 Santiago 1 - Chile : +(56 2) 441 0330 • Centro de Documentación y Venta de Normas (5º Piso) : +(56 2) 441 0425 : +(56 2) 441 0427 • Centro de Documentación y Venta de Normas (5º Piso) : +(56 2) 441 0429 : www.inn.cl : ISO (International Organization for Standardization) • COPANT (Comisión Panamericana de Normas Técnicas)

NORMA CHILENA OFICIAL

NCh2457.Of2001

Materiales de construcción y aislación - Determinación de la permeabilidad al vapor de agua (humedad)

Preámbulo El Instituto Nacional de Normalización, INN, es el organismo que tiene a su cargo el estudio y preparación de las normas técnicas a nivel nacional. Es miembro de la INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION (ISO) y de la COMISION PANAMERICANA DE NORMAS TECNICAS (COPANT), representando a Chile ante esos organismos. La norma NCh2457 ha sido preparada por la División de Normas del Instituto Nacional de Normalización, y en su estudio participaron los organismos y las personas naturales siguientes: Corporación de Desarrollo Tecnológico, CDT Centro de Estudios, Medición y Certificación de Calidad, CESMEC Ltda. Empresa Nacional de Aeronáutica, ENAER Instituto Nacional de Normalización, INN Maderas Tecnofe Ministerio de Vivienda y Urbanismo, MINVU Pinturas Ceresita Pinturas SIPA Ltda. Universidad del Bío-Bío

Hermann Noll V. Ingrid Wohllk G. Gloria Santelices A. Claudia Díaz A. Miguel Almazán A. Daniel Súnico H. Ivonne Delsahut S. Noelia Meléndez O. Ana María Fernández S.

Además, participaron durante la consulta pública, los organismos siguientes: Empresa Nacional Aeronáutica, ENAER Ministerio de Vivienda y Urbanismo, MINVU OXIQUIM Pinturas Renner Chile S.A. SGS Chile Ltda. Universidad Tecnológica Metropolitana, UTEM

Erwin Stock N. Héctor López A. Roberto Caragnolo R. Luis Verdejo O. Enrique Aránguiz B. Armando Soto O.

I

NCh2457

II

Por no existir Norma Internacional, en la elaboración de esta norma se han tomado en consideración las normas extranjeras DIN 52615: 1987, Determination of water (moisture) permeability of construction and insulating materials; ASTM D 1653-93, Standard Test Methods for Water Vapor Transmission of Organic Coating Film; ASTM E-96-95, Standard Test Methods for Water Vapor Transmission of Materials y la norma NCh2098.Of2000, Películas de recubrimiento orgánico - Determinación de la transmisión de vapor de agua, siendo no equivalente a las mismas al tener desviaciones mayores consistentes en la consideración de diversos aspectos de cada una de ellas con el objeto de facilitar la comprensión de la metodología expuesta en ellas. Los Anexos A y B no forman parte del cuerpo de la norma, se insertan sólo a título informativo. Esta norma anula y reemplaza a la norma NCh2457.Of2000 Materiales de construcción y aislación - Determinación de la permeabilidad al vapor de agua (humedad), declarada Oficial de la República por Decreto Nº 21, de fecha 13 de Febrero de 2001, del Ministerio de Vivienda y Urbanismo, publicado en el Diario Oficial del 31 de Marzo de 2001. Esta norma ha sido aprobada por el Consejo del Instituto Nacional de Normalización, en sesión efectuada el 28 de Diciembre de 2000. Esta norma ha sido declarada Oficial de la República de Chile por Decreto N°57, de fecha 07 de Mayo de 2001, del Ministerio de Vivienda y Urbanismo, publicado en el Diario Oficial N° 36.986 del 14 de Junio de 2001.

III

NORMA CHILENA OFICIAL

NCh2457.Of2001

Materiales de construcción y aislación - Determinación de la permeabilidad al vapor de agua (humedad)

1 Alcance y campo de aplicación 1.1 Esta norma establece un método de determinación de la permeabilidad al vapor de agua (humedad) de los materiales de construcción en general. 1.2 Esta norma se aplica a la determinación indicada en materiales homogéneos 1), materiales cuasi-homogéneos (tales como porosos, fibrosos y granulares) y a materiales laminados perpendiculares a la dirección del flujo de difusión del vapor de agua (humedad). NOTA DE PRECAUCION Esta norma puede incluir materiales, operaciones y equipos que se pueden considerar peligrosos. Esta norma no pretende señalar todos los problemas asociados con su uso. Es de responsabilidad del usuario de esta norma establecer las medidas de seguridad y de protección de la salud y determinar la aplicación de las limitaciones reglamentarias correspondientes, antes de su uso.

2 Referencias normativas Los documentos normativos siguientes contienen disposiciones que, a través de referencias en el texto de la norma, constituyen requisitos de la norma. NCh426/1 ASTM E 104

2)

Agua grado reactivo para análisis - Especificaciones - Parte 1: Análisis físico-químicos y microbiológicos en procesos industriales Practice for maintaining constant relative humidity by means of aqueous solutions.

1) Un cuerpo se estima que es homogéneo en términos de distribución de masa si su densidad es la misma en todo lugar (por ejemplo: si los valores de densidad medidos coinciden con su promedio de densidad dentro de la incerteza de las mediciones).

2)

Mientras no exista la norma chilena correspondiente, se debe usar esta norma.

1

NCh2457 DIN 18558

2

2)

Synthetic resin plasters - Terminology, requirements, application.

NCh2457 DIN DIN DIN DIN

4108-5 2) 18550-1 2) 18558 2) 50008-1 2)

Heat insulation in building; calculation methods. Plaster; terminology and requirements. Synthetic resin plasters; terminology, requirements, application. Atmospheres and their technical application; Standard atmospheres over aqueous solutions; Saturated salt solutions, glycerol solutions.

3 Términos y definiciones Para los propósitos de esta norma, se aplican los términos y definiciones siguientes: 3.1 grado de transmisión de vapor de agua, TVA: flujo constante de vapor de agua que atraviesa un cuerpo en un período de tiempo determinado, bajo condiciones específicas de temperatura y humedad entre ambas caras. Se expresa como g/(m2 x h) 3.2 permeancia de vapor de agua, PR: flujo constante de vapor de agua que atraviesa un cuerpo en un período de tiempo determinado, inducido por la diferencia de presión entre ambas caras. Se expresa en g/(m2 x h x mm Hg), denominada también permeabilidad métrica o perm (grain/ft2 x h x in Hg) 3.3 permeabilidad de vapor de agua: es obtenida mediante la multiplicación de la permeancia de vapor de agua por el espesor de la muestra. Se expresa en g/(m x h x mm Hg) 3.4 resistencia a la humedad, R: valor recíproco de la permeancia de vapor de agua; se designa por 1/PR y se expresa en (m2 x h x mm Hg)/kg

4 Resumen del método 4.1 Método seco La muestra se coloca sobre la boca de un recipiente que contiene un desecante, sellando el borde de contacto. El conjunto se introduce en una cámara de ensayo con atmósfera controlada.

4.2 Método húmedo La muestra se coloca sobre la boca de un recipiente que contiene agua, sellando el borde de contacto. El conjunto se introduce en una cámara de ensayo con atmósfera controlada. En ambos métodos, como resultado del diferencial de presión parcial de vapor que se presenta en el sistema, se produce un flujo constante de vapor de agua a través de la muestra. Se realizan pesadas periódicas del sistema para determinar el grado de transmisión de vapor de agua a través de la muestra. 2)

Mientras no exista la norma chilena correspondiente, se debe usar esta norma.

3

NCh2457 4.3 Condiciones ambientales Dependiendo de las aplicaciones que se trate, el ensayo de permeabilidad se debe efectuar utilizando una de las condiciones ambientales que se señalan en Tabla 1. Tabla 1 - Condiciones ambientales para el ensayo Condición

Símbolo que indica Temperatura, la condición ºC

Humedad relativa, %, en lado seco 0 a

Humedad relativa, %, en lado húmedo

A

23 - 0/50

23 ± 0,5

3

47 a 53

B

23 - 50/95

23 ± 0,5

47 a 53

90 a 95

C

23 - 0/85

23 ± 0,5

0 a

3

82 a 88

D

38 - 0/90

38 ± 0,5

0 a

3

88 a 92

NOTA - Generalmente, el ensayo se efectúa en la condición 23-0/50, a menos que se especifiquen condiciones diferentes en las normas o códigos de práctica correspondientes, o que se hayan acordado otras condiciones [por ejemplo, los estucos de resinas sintéticas (DIN 18558) se deben ensayar en la condición 23-50/95].

5 Aparatos 5.1 Recipiente de ensayo, debe ser de material inerte e impermeable al agua o vapor. Conviene que sea liviano y que tenga forma circular o cuadrada, con diámetro o arista superior o igual a 125 mm. Debe estar provisto de una orilla sobresaliente con borde (ver Figura 1). 5.1.1 La altura de borde (a) debe ser, por lo menos, igual al espesor de la probeta y no superior a este espesor en más de 6 mm. 5.1.2 Para recipientes con diámetro o aristas de 125 mm (b), la orilla debe tener un ancho de 3 mm (c), y para recipientes con diámetro o aristas de 250 mm, el ancho debe ser hasta de 18 mm. Para otras medidas se debe interpolar el ancho de la orilla. 5.1.3 La profundidad del recipiente (d) debe ser superior o igual a 17 mm. 5.2 Cámara de ensayo, con instrumentos de control de temperatura y humedad relativa para ajustarse a las condiciones especificadas en Tabla 1. 5.2.1 El aire debe poder circular a través de la cámara para mantener condiciones uniformes en toda el área. 5.2.2 Para condiciones de baja o alta humedad, se puede utilizar un desecante estándar o bandeja con agua respectivamente. 5.2.3 Para mantener una humedad relativa constante, por medio de soluciones acuosas, se pueden aplicar procedimientos que se establecen en ASTM E 104.

4

NCh2457 5.3 Balanza analítica o de precisión, con una sensibilidad que permita determinar una cantidad inferior al 1% del cambio de peso experimentado por el conjunto recipienteprobeta, durante el período que llega a régimen estacionario.

6 Materiales y reactivos 6.1 Pureza del agua. A menos que se acuerde otra especificación, se debe utilizar agua reactiva de grado IV según NCh426/1. 6.2 Desecantes. Se recomienda el uso de los productos especificados en Tabla 2 para mantener la humedad del aire que se indica, a la temperatura de 23°C o de 38°C. Tabla 2 - Lista de desecantes Compuesto

% HR

Cloruro de calcio (CaCl2) Sílica gel

0%

Temperatura 23°C

0% - 3%

23°C

Solución saturada de dicromato de sodio (Na2 Cr2 O7 x 2H2O)

52%

23ºC

Solución saturada de fosfato dihidrógeno de amonio (NH4 H2 PO4)

93%

23ºC

Cloruro de potasio (KCl)

85%

23ºC

Nitrato de potasio (KNO3)

88,5%

38ºC

NOTA - Ver DIN 50008 para otras soluciones saturadas de sales.

6.3 Selladores. Se utiliza para adherir la probeta al borde del recipiente. El sellante debe ser altamente resistente al paso de vapor de agua y no debe perder o ganar masa, hacia o desde la atmósfera, en una cantidad que podría afectar en más del 2%.

7 Probetas 7.1 Muestreo El tipo de muestreo a emplear se debe acordar por las partes, a menos que se adopte un procedimiento específico indicado en un código de práctica existente o contrato de inspección.

5

NCh2457 7.2 Tamaño de las probetas a) El área de ensayo debe ser mayor o igual que 50 cm2, teniendo en consideración las dimensiones del recipiente de ensayo. b) El espesor de las probetas seleccionadas debe incluir una tolerancia adecuada para absorber la influencia de falta de homogeneidad de la probeta (el espesor debe ser a lo menos el doble del tamaño de poro superficial mayor o del tamaño de partícula mayor).

7.3 Número de probetas 7.3.1 Si un producto es destinado para su uso en una sola posición, se ensayan tres probetas por el mismo procedimiento, con la dirección indicada para el flujo de vapor. 7.3.2 Si ambas caras del producto son idénticas, se ensayan tres probetas por el mismo procedimiento. 7.3.3 Si las dos caras del producto son diferentes y cada una de ellas puede estar en contacto con vapor, se ensayan cuatro probetas por el mismo procedimiento, dos en cada dirección y se indica en el informe. 7.3.4 Una placa compuesta de varias capas, se debe ensayar en todo su espesor. 7.3.5 Si el material tiene superficie irregular, se debe ensayar en todo el espesor de uso. Sin embargo, un material homogéneo se puede ensayar en un espesor menor.

7.4 Tratamiento previo de las probetas Las probetas deben ser acondicionadas por un tiempo determinado hasta que alcancen un estado de equilibrio. Las probetas de estucos, morteros o yeso se deben someter a tratamiento previo según se dispone en DIN 18550, Parte 1 o DIN 18558.

Método A - Método seco

8 Procedimiento 8.1 Preparar las probetas siguiendo los detalles especificados en cláusula 7. 8.2 Colocar desecante en el recipiente, hasta alcanzar una altura máxima de 6 mm respecto al borde superior. Registrar su masa.

6

NCh2457 8.3 Si el recipiente está provisto de flanges (ver Figura 2), colocar la probeta entre las caras y ajustarla para mantenerla firmemente en posición y sellar. 8.4 Si el recipiente no está provisto de flanges, se debe sellar según se especifica en 6.3. 8.5 Pesar cada recipiente con la probeta (conjunto). Registrar hora en que se realiza la medición y condiciones de la cámara: temperatura y humedad. 8.6 Pesar con una frecuencia de 24 h, por un período de tres semanas, o hasta que la masa se mantenga constante en el tiempo (al menos durante tres mediciones). 8.7 Registrar la hora en que se hacen las pesadas. Si se efectúan cada 24 h, se permite que estén dentro de los 15 min que correspondan a la hora de registro. Si el intervalo es distinto, se permite hasta 1% de variación. 8.8 Agitar el recipiente que contiene desecante para prevenir la saturación de la superficie. Si la diferencia de masa excede el 20% de la masa de desecante, descontinuar el ensayo. 8.9 Devolver el conjunto a la cámara de ensayo inmediatamente después de pesar.

Método B - Método húmedo

9 Procedimiento 9.1 Preparar las probetas siguiendo las especificaciones que se detallan en cláusula 7. 9.2 Colocar agua en el recipiente, hasta alcanzar una altura de 6 mm del borde superior. 9.3 Para reducir el riesgo de contacto se coloca una malla a un nivel adecuado sobre la superficie del líquido. 9.4 Si el recipiente está provisto de flanges, colocar la probeta entre las caras y ajustarla para que queden firmemente en posición y sellar. 9.5 Si el recipiente no está provisto de flanges ni pasadores, sellar el borde según se especifica en 6.3. 9.6 Pesar el conjunto y mantenerlo en un desecador. 9.7 Registrar hora en que se realiza la medición y condiciones de la cámara: temperatura y humedad, hasta el final del ensayo.

7

NCh2457 9.8 Pesar con una frecuencia de 24 h, por un período de tres semanas, o hasta que la masa se mantenga constante en el tiempo. 9.9 Registrar la hora en que se hacen las pesadas. Si se efectúan cada 24 h, se permite una variación máxima de 15 min con respecto a la hora de registro. Si el intervalo es distinto, se permite hasta 1% de variación. 9.10 Devolver el conjunto a la cámara de ensayo inmediatamente después de pesar.

10 Evaluación 10.1 Para cada una de las probetas, graficar el cambio de masa en función del tiempo transcurrido. Cuando una línea recta se ajuste adecuadamente a la unión de a lo menos tres puntos, existe una situación nominalmente estable, representada por la pendiente de la línea recta del grado de transmisión de vapor de agua. 10.2 Calcular uno o más de los datos siguientes, dependiendo de las características de transmisión que se desea determinar, según se detalla en 10.2.1 y 10.2.2. 10.2.1 Grado de transmisión de vapor de agua, según ecuación siguiente:

TVA =

∆m t×A

(1)

en que:

∆m

g ; m2h = cambio de masa, g , ocurrido en el tiempo, t ;

t

= tiempo entre lecturas, en h;

A

= área de ensayo de la muestra, m2.

TVA = grado de transmisión de vapor de agua, en

10.2.2 Permeancia del recubrimiento, según ecuación siguiente:

PR =

TVA ∆p

(2)

en que:

8

PR

= permeancia del recubrimiento, en

∆p

= S (R 1 - R 2 ) ;

g ; m × h × mm Hg 2

NCh2457 S

= presión de saturación del vapor de agua a la temperatura del ensayo, en mm Hg, según valores de Tabla 3;

R1

= % de humedad relativa, del lado con mayor presión de vapor (expresado como fracción);

R2

= % de humedad relativa, del lado con menor presión de vapor (expresado como fracción).

10.2.3 Permeabilidad al vapor de agua, sólo para muestras homogéneas y de espesor no inferior a 12 mm, calcular la permeabilidad media a partir de la ecuación siguiente:

P = PR × e

(3)

en que:

P

= permeabilidad al vapor de agua, en

e

= espesor de la probeta, m.

g ; m × h × mm Hg

11 Informe El informe de ensayos debe incluir una referencia a esta norma y la información siguiente: a) descripción del material ensayado; b) detalles del muestreo; c) detalles de las probetas: -

número;

-

dimensiones;

-

densidad seca;

-

masa por unidad de área;

-

promedio de humedad durante la medición (si es posible); y

-

método de ensayo utilizado (húmedo o seco).

d) condiciones ambientales; e) material desecante utilizado;

9

NCh2457 f) registro de los tiempos de pesadas; g) graficar el cambio de masa en función del tiempo transcurrido; h) indicar el coeficiente de transmisión de vapor de agua; y i) fecha del ensayo. Tabla 3 - Presión de saturación de vapor

10

Temperatura,

Presión,

°C

mm Hg

22,4

20,316

22,5

20,440

22,6

20,565

22,7

20,690

22,8

20,815

22,9

20,941

23,0

21,068

23,1

21,196

23,2

21,324

23,3

21,453

23,4

21,583

23,5

21,714

23,6

21,845

37,4

48,102

37,5

48,364

37,6

48,627

37,7

48,891

37,8

49,157

37,9

49,424

38,0

49,692

38,1

49,961

38,2

50,231

38,3

50,502

38,4

50,774

38,5

51,048

38,6

51,323

NCh2457

11

NCh2457

12

NCh2457

Anexo A (Informativo)

Ejemplo de aplicación de medición y cálculo de la determinación de la permeabilidad al vapor de agua En un ensayo realizado a una probeta de espesor de 15 mm, en un período de 288 h (12 días), sobre un área de exposición de 0,0645 m2. De la gráfica se encontró que el cambio de masa durante un período de 240 h fue de 12 g. Las condiciones de la cámara fueron de 23°C y una humedad relativa de 50%. Calcular la permeabilidad de la muestra y la resistencia al paso de vapor de agua.

TVA =

∆m g 12 g = = 0,775 2 2 t × A 240 h × 0,065 m m ×h

∆P = S ( R1 − R2 ) = 21,07 (0,5 − 0) ∆P = 10,53 mm Hg PR =

TVA 0,775 = ∆P 10,53

PR = 0,073

g (m × h × mm Hg ) 2

La permeabilidad de la muestra vendría dada por:

P = PR × e P = 0,073 × 0,015 m P = 1,095 × 10 −3

g m × h × mm Hg

y la resistencia al vapor de agua de la muestra vendría dada por:

1 1  m 2 × h × mm Hg   R= = = 13,69   PR 0,073 g  

13

NCh2457

Anexo B (Informativo)

Bibliografía [1]

Schirmer Beiheft VDI-Zeitschrift, Verfahrenstechnik, 1938: 6, 170-177.

[2]

See O. Krischer. Die wissenschaftlichen Grundlagen der Trocknungstechnik (Scientific principles of drying technology), 2nd ed., Berlin, Göttingen, Heidelberg: Springer-Verlag, 1963.

14

NORMA CHILENA OFICIAL INSTITUTO

NACIONAL

DE

NCh

NORMALIZACION

2457.Of2001

!

INN-CHILE

Materiales de construcción y aislación - Determinación de la permeabilidad al vapor de agua (humedad) Construction and insulating materials - Determination of water vapor (moisture) permeability

Primera edición : 2001

Descriptores:

materiales de construcción, aislantes térmicos, ensayos, determinación de la permeabilidad, ensayos de vapor de agua, vapor de agua

CIN 91.100 COPYRIGHT Dirección Casilla Teléfonos Telefax Web Miembro de

© 2001: INSTITUTO NACIONAL DE NORMALIZACION - INN * Prohibida reproducción y venta * : Matías Cousiño Nº 64, 6º Piso, Santiago, Chile : 995 Santiago 1 - Chile : +(56 2) 441 0330 • Centro de Documentación y Venta de Normas (5º Piso) : +(56 2) 441 0425 : +(56 2) 441 0427 • Centro de Documentación y Venta de Normas (5º Piso) : +(56 2) 441 0429 : www.inn.cl : ISO (International Organization for Standardization) • COPANT (Comisión Panamericana de Normas Técnicas)

NORMA CHILENA OFICIAL

NCh2727/1.Of2003

Aislación térmica - Espuma rígida de poliuretano - Parte 1: Requisitos de los sistemas antes de la aplicación in situ

Preámbulo El Instituto Nacional de Normalización, INN, es el organismo que tiene a su cargo el estudio y preparación de las normas técnicas a nivel nacional. Es miembro de la INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION (ISO) y de la COMISION PANAMERICANA DE NORMAS TECNICAS (COPANT), representando a Chile ante esos organismos. La norma NCh2727/1 ha sido preparada por la División de Normas del Instituto Nacional de Normalización, y en su estudio participaron los organismos y las personas naturales siguientes: ACHIPEX A.G. ADIQUIM S.A. CHILEPUR Instituto de Investigaciones y Ensayes de Materiales, IDIEM Instituto de la Construcción, IC Instituto Nacional de Normalización, INN MAQUINSA - PLASFI S.A. Ministerio de Vivienda y Urbanismo, MINVU Oxiquim S.A. Química Anglo Chilena S.A.

Alberto Dunker D. Lorena Saguer O. Sergio García D. Miguel Bustamante S. Bladimir Santacruz Claudio Acuña C. Rodrigo Espinoza G. Néstor Uribe H. Camilo Sánchez D. Daniel Súnico H. Iván Sentis P. Eric Norton H.

Esta norma se estudió para establecer los requisitos de los sistemas de poliuretano para instalación in situ por proyección sobre elementos constructivos, que se utilizan para aislación térmica en edificaciones.

I

NCh2727/1 Esta norma se estudió en el marco del Convenio de Cooperación entre el Instituto de la Construcción y el Instituto Nacional de Normalización. En la elaboración de esta norma se ha tomado en consideración la Norma Internacional ISO 8873: 1987 Cellular plastics, rigid - Spray - applied polyurethane foam for thermal insulation of buildings - Specification, siendo no equivalente a la misma al tener desviaciones mayores que consisten en cambios en las definiciones, los requisitos de las propiedades requeridas y los métodos de ensayo, los que se modificaron de acuerdo a lo indicado en la norma UNE 92120-1: 1998 Productos de aislamiento térmico para construcción - Espuma rígida de poliuretano producida in situ por proyección - Parte 1: Especificaciones para los sistemas de poliuretano antes de la instalación, debido a que están más actualizados en ella, así como antecedentes técnicos proporcionados por el Comité que elaboró el anteproyecto de norma. El Anexo A forma parte del cuerpo de la norma. Esta norma ha sido aprobada por el Consejo del Instituto Nacional de Normalización, en sesión efectuada el 28 de Noviembre de 2002. Esta norma ha sido declarada Oficial de la República de Chile por Decreto N°59, de fecha 13 de Febrero de 2003, del Ministerio de Vivienda y Urbanismo, publicado en el Diario Oficial del 20 de Marzo de 2003.

II

NORMA CHILENA OFICIAL

NCh2727/1.Of2003

Aislación térmica - Espuma rígida de poliuretano - Parte 1: Requisitos de los sistemas antes de la aplicación in situ

1 Alcance y campo de aplicación 1.1 Esta norma establece los requisitos de los sistemas de poliuretano para la aplicación in situ por proyección sobre elementos constructivos, para aislación térmica. Esta norma incluye las características y métodos de ensayo para los sistemas de poliuretano antes de su aplicación in situ, los requisitos de la espuma, la rotulación y la información técnica que se entrega al usuario. 1.2 El cumplimiento de los requisitos de esta norma por parte del fabricante o formulador se debe verificar mediante ensayos realizados por entidades idóneas para este efecto. NOTA - Los sistemas de poliuretano a que hace referencia esta norma no pueden ser utilizados como materiales impermeabilizantes de elementos constructivos.

2 Referencias normativas Los documentos normativos siguientes contienen disposiciones que, a través de referencias en el texto de la norma, constituyen requisitos de la norma. A la fecha de publicación de esta norma estaba vigente la edición que se indica a continuación. Todas las normas están sujetas a revisión y a las partes que deban tomar acuerdos, basados en esta norma, se les recomienda investigar la posibilidad de aplicar las ediciones más recientes de las normas que se incluyen a continuación.

1

NCh2727/1 NOTA - El Instituto Nacional de Normalización mantiene un registro de las normas nacionales e internacionales vigentes.

NCh850 NCh933 NCh2251 NCh2727/2 ISO 844: 2001(E) ISO 845: 1988(E) ISO 1663: 1999 ISO 2896: 2001(E) ISO 3582: 2000(E)

Aislación térmica - Método para la determinación de la conductividad térmica en estado estacionario por medio del anillo de guarda. Prevención de incendios en edificios - Terminología Aislación térmica - Resistencia térmica de materiales y elementos de construcción. Aislación térmica - Espuma rígida de poliuretano - Parte 2: Requisitos del producto aplicado in situ. Rigid cellular plastics - Determination of compression properties. Cellular plastics and rubbers - Determination of apparent (bulk) density. Rigid cellular plastics - Determination of water vapour transmission properties. Rigid cellular plastics - Determination of water absorption. Flexible cellular polymeric materials - Laboratory assessment of horizontal burning characteristics of small specimens subjected to a small flame.

3 Términos y definiciones Para los propósitos de esta norma se aplican los términos y definiciones siguientes: 3.1 componente isocianato: compuesto químico caracterizado por la presencia de grupos -NCO 3.2 componente poliol: compuesto químico caracterizado por la presencia de grupos -OH, pudiendo contener, además, catalizadores, agentes de expansión, y otros aditivos como retardantes a la llama, estabilizantes y catalizadores de la espuma 3.3 densidad (de un material celular): masa por unidad de volumen de un material medido bajo condiciones específicas, que incluye tanto los orificios permeables como los impermeables contenidos en el material 3.4 densidad libre en vaso: cuociente entre la masa de la espuma rígida de poliuretano contenida en un recipiente abierto y el volumen del mismo. Se expresa en kg/m3. Para determinar este valor, se hace reaccionar la mezcla de los componentes en un vaso y se corta la espuma que sobresale del volumen del recipiente utilizado 3.5 espuma rígida de poliuretano: material plástico rígido celular, con un porcentaje de celdas cerradas mayor al 90%, que se obtiene mediante reacción química de un sistema de poliuretano 3.6 sistema de poliuretano: conjunto de dos componentes líquidos - poliol e isocianato que mediante reacción química entre ellos dan lugar a la espuma rígida de poliuretano

2

NCh2727/1 3.7 tiempo de crema (TC): tiempo medido en segundos que tarda la mezcla del sistema de poliuretano en comenzar a expandir desde el inicio de la agitación. Se determina por apreciación visual y coincide con el comienzo de la formación de la espuma, y con un cambio brusco de la viscosidad y color de la mezcla

4 Proceso de formación y aplicación de la espuma 4.1 La formación de la espuma rígida de poliuretano tiene lugar in situ - en el mismo lugar de la instalación - empleando máquinas para procesar los sistemas de poliuretano, las que son capaces de dosificar y mezclar sus componentes. 4.2 La aplicación por proyección consiste en pulverizar, mediante la máquina citada, la mezcla de los componentes del sistema de poliuretano, produciendo una reacción química exotérmica sobre la superficie a aislar, donde, por esta reacción, la mezcla rápidamente expande y endurece formando la espuma. La aplicación se realiza en capas sucesivas, hasta alcanzar el espesor final de aislación deseado, en conformidad con las condiciones contractuales entre las partes.

5 Requisitos de la espuma 5.1 Generalidades Los fabricantes o formuladores de los sistemas de poliuretano deben asegurar que las espumas fabricadas con dichos sistemas satisfacen los requisitos que se indican en esta norma. Los fabricantes o formuladores deben definir las especificaciones para cada una de las características de los sistemas de poliuretano, las que se deben incluir en la ficha técnica entregada por cada formulador o fabricante.

5.2 Densidad La densidad de la espuma debe ser mayor o igual a 30 kg/m3, determinada como densidad libre en vaso medida según el método de inmersión descrito en Anexo A.

5.3 Conductividad térmica 5.3.1 El valor de la conductividad térmica λ varía con la temperatura media de ensayo. El valor declarado en la ficha técnica se debe dar a una temperatura ambiente de ensayo de 20°C. La conductividad térmica se obtiene según procedimiento indicado en 6.2. 5.3.2 El comprador y el fabricante o formulador, pueden acordar otras temperaturas de medición de acuerdo con condiciones específicas de aplicación.

3

NCh2727/1 5.3.3 Valor envejecido El valor envejecido del coeficiente de conductividad térmica de la espuma aplicada debe ser menor o igual a 0,026 W/m K, medido a 20ºC después de 90 días desde su aplicación. NOTA - La conductividad térmica de la espuma rígida de poliuretano varía con el tiempo desde su valor inicial hasta alcanzar un valor estable, que es el que se considera como valor envejecido.

5.4 Comportamiento al fuego La espuma de poliuretano debe ser autoextinguible, de acuerdo al concepto de NCh933, lo que debe ser medido según ISO 3582.

5.5 Resistencia a la compresión Para aquellas aplicaciones específicas donde la espuma esté sometida a carga (por ejemplo: suelos, cubiertas, terrazas, entre otros), la resistencia a la compresión de la espuma, medida según procedimiento indicado en 6.3, debe ser mayor o igual a 200 kPa.

5.6 Absorción de agua La espuma de poliuretano debe tener un porcentaje de absorción de agua en volumen menor o igual a 4%, medido según 6.4.

5.7 Permeabilidad al vapor de agua La espuma de poliuretano debe tener una permeabilidad al vapor de agua menor o igual a los valores señalados en Figura 1, medido según 6.5.

6 Preparación de muestras y métodos de ensayo 6.1 Preparación de muestras 6.1.1 Las muestras para la elaboración de probetas en laboratorio se deben preparar por proyección de la espuma, pulverizando bajo las condiciones de instalación en planta o in situ, es decir, condiciones ambientales, orientación, superficie, entre otras, y de acuerdo a las recomendaciones del fabricante para la aplicación del material. Las muestras deben ser representativas del material final aplicado respetando el espesor (30 mm como mínimo), y del tamaño y cantidad suficiente que permitan llevar a cabo los ensayos requeridos. A las probetas elaboradas se debe remover tanto la capa externa y la superficie de contacto con el sustrato, en un corte con un ajuste de 3 mm a 5 mm. NOTA - Usualmente 1,5 m2 son suficientes para una serie de ensayos, con el espesor de la muestra determinado para cada ensayo individualmente.

6.1.2 Las muestras se deben curar por un mínimo de 72 h a (23 ± 3)°C, antes de ser cortadas para obtener las probetas de ensayo. Se pueden cumplir otras condiciones de curado según acuerdo entre las partes involucradas.

4

NCh2727/1 6.2 Conductividad térmica El ensayo para determinar la conductividad térmica se debe realizar según NCh850. El resultado obtenido se expresa en W/m K.

6.3 Resistencia a la compresión La resistencia a la compresión de la espuma de poliuretano se determina según ISO 844.

6.4 Absorción de agua El porcentaje de absorción de agua de la espuma de poliuretano se determina según ISO 2896, expresado como porcentaje en volumen.

6.5 Permeabilidad al vapor de agua La permeabilidad al vapor de agua de la espuma de poliuretano se determina según ISO 1663, expresado como g/m2.

7 Rotulación, etiquetado y ficha técnica 7.1 Los componentes de los sistemas de poliuretano se deben suministrar en envases adecuados para su almacenamiento y transporte, provistos de marcas o etiquetas permanentes en idioma castellano, que expresen lo siguiente: a) Nombre y dirección del fabricante o formulador. b) Denominación o referencia del sistema. c) Tipo de componente (poliol o isocianato). d) N° de lote. e) Fecha de fabricación. f)

Condiciones de almacenamiento.

NOTA - Por las características del sistema de poliuretano, sus componentes previos a la instalación, no constituyen un aislante térmico hasta su reacción y aplicación in situ, por lo que no es aplicable la rotulación especificada en NCh2251.

7.2 Los fabricantes de los sistemas de poliuretano deben proporcionar a todos sus clientes la ficha técnica de los sistemas de poliuretano que suministran, la que debe contener como mínimo lo siguiente: a) Nombre y dirección del fabricante o formulador.

5

NCh2727/1 b) Denominación o referencia del sistema. c) Aplicación a que se destina (piso, muros, techos, entre otros). d) Condiciones de aplicación. e) Condiciones de almacenamiento. f)

Tiempo de vida recomendado.

g) Relación de mezcla. h) Perfil de reacción. i)

Tiempo de crema (TC), expresado en segundos.

j)

Conductividad térmica, expresada en W/m K.

k) Densidad libre en vaso, expresada en kg/m3. l)

Especificaciones del sistema de poliuretano.

m) Comportamiento al fuego (ver 5.4). n) Propiedades de la espuma (ver cláusula 5). o) Precauciones para uso y manejo. p) Agente de expansión. q) Condiciones de protección de rayos UV.

6

NCh2727/1

7

NCh2727/1

Anexo A (Normativo)

Método de inmersión para determinar la densidad como densidad libre en vaso de la espuma de poliuretano A.0 Introducción A.0.1 Para determinar la densidad de un cuerpo se requiere conocer de la forma más precisa posible su peso y volumen. Cuando el cuerpo es de forma irregular, la determinación del volumen se hace difícil con los métodos habituales (medidas de las tres dimensiones). A.0.2 Si el cuerpo no absorbe agua, su volumen se puede determinar fácilmente por el método de inmersión, basado en el principio de Arquímedes. Para medir el empuje ascendente que experimenta un cuerpo sumergido, el que es igual al peso del fluido desalojado por el cuerpo, se introduce el cuerpo completamente en un recipiente con agua, colocado sobre una balanza, y se anota la variación de peso producida. NOTA - Debido a que el tiempo necesario para realizar este ensayo es breve y, por consiguiente, también el tiempo de inmersión, la absorción de agua que experimenta la muestra es irrelevante.

A.1 Alcance y campo de aplicación Este método se utiliza para determinar la densidad de la espuma rígida de poliuretano cuando el material a ensayar ha sido confeccionado por reacción de los componentes en vaso, con expansión libre.

A.2 Aparatos necesarios a) Balanza, con precisión de 0,1 g. b) Pinza de sujeción. c) Recipiente de capacidad mayor al doble del volumen estimado de la probeta, y menor que cinco veces el volumen estimado de la probeta. d) Alambre flexible de acero, de diámetro menor o igual a 1,00 mm. e) Vaso de 100 cm3 de capacidad.

8

NCh2727/1

A.3 Productos y reactivos a) Componentes del sistema de poliuretano, suficientes para obtener una muestra de espuma, de peso mayor a 5 g. b) Agua potable.

A.4 Número y acondicionamiento de probetas A.4.1 Se debe ensayar un mínimo de cinco probetas, obtenidas de la misma muestra. A.4.2 Se debe esperar al menos 72 h después de la confección de las probetas. Si se requiere, se puede reducir este período a 48 h o 16 h, si la experiencia muestra que a 48 h o 16 h, la diferencia entre la densidad, comparada con la densidad a 72 h, es menor que 10%.

A.5 Procedimiento A.5.1 Confección de la probeta a)

Reaccionar los componentes del sistema de poliuretano de acuerdo a las indicaciones del fabricante en el vaso indicado, dejando expandir libremente la espuma.

b)

Cortar de la espuma sobresaliente del vaso las probetas necesarias para el ensayo.

c)

Acondicionarlas de acuerdo a A.4.

A.5.2 Medición de la masa Pesar cada probeta en la balanza y expresar el resultado, M , con una precisión de 0,1 g.

A.5.3 Medición del volumen El volumen de la muestra de espuma se mide del modo siguiente: a) Colocar sobre la balanza el recipiente con agua hasta un volumen aproximado a la mitad de su capacidad. b) Rodear la probeta con el alambre, de forma que ésta se pueda sostener desde el extremo libre. c) Sujetar el extremo libre del alambre con la pinza e introducir completamente la probeta de espuma en el agua, cuidando de no tocar las paredes del recipiente y que no se desborde el agua.

9

NCh2727/1 d) Anotar la variación de masa medida en la balanza, producida al introducir la espuma. Esta variación corresponde al volumen V de la muestra de espuma mediante la conversión siguiente: 1 g corresponde a 1 cm3.

A.6 Expresión de los resultados A.6.1 La densidad de la espuma se determina mediante la expresión siguiente:

D=

M × 1 000 V

en que:

M = masa de la probeta, expresada en gramos (g); V = volumen de la probeta, expresado en centímetros cúbicos (cm3);

D = densidad de la probeta, expresada en kilogramos por metro cúbico (kg/m3). A.6.2 Calcular el valor medio de la densidad de la espuma, como el promedio de los valores obtenidos para cada una de las cinco probetas.

10

NORMA CHILENA OFICIAL INSTITUTO

NACIONAL

DE

NCh

NORMALIZACION

2727/1.Of2003

!

INN-CHILE

Aislación térmica - Espuma rígida de poliuretano - Parte 1: Requisitos de los sistemas antes de la aplicación in situ Thermal insulation - Rigid polyurethane foam - Part 1: Specifications systems before installation in situ

Primera edición : 2003

Descriptores:

aislación térmica, materiales de construcción, aislantes térmicos, espumas, poliuretano, requisitos

CIN 91.100.60 COPYRIGHT Dirección Web Miembro de

© 2003 : INSTITUTO NACIONAL DE NORMALIZACION - INN * Prohibida reproducción y venta * : Matías Cousiño Nº 64, 6º Piso, Santiago, Chile : www.inn.cl : ISO (International Organization for Standardization) • COPANT (Comisión Panamericana de Normas Técnicas)

NORMA CHILENA OFICIAL

NCh2727/2.Of2003

Aislación térmica - Espuma rígida de poliuretano - Parte 2: Requisitos del producto aplicado in situ

Preámbulo El Instituto Nacional de Normalización, INN, es el organismo que tiene a su cargo el estudio y preparación de las normas técnicas a nivel nacional. Es miembro de la INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION (ISO) y de la COMISION PANAMERICANA DE NORMAS TECNICAS (COPANT), representando a Chile ante esos organismos. La norma NCh2727/2 ha sido preparada por la División de Normas del Instituto Nacional de Normalización, y en su estudio participaron los organismos y las personas naturales siguientes: ACHIPEX A.G. ADIQUIM S.A. CHILEPUR Instituto de Investigaciones y Ensayes de Materiales, IDIEM Instituto de la Construcción, IC Instituto Nacional de Normalización, INN MAQUINSA - PLASFI S.A. Ministerio de Vivienda y Urbanismo, MINVU Oxiquim S.A. Química Anglo Chilena S.A.

Alberto Dunker D. Lorena Saguer O. Sergio García D. Miguel Bustamante S. Bladimir Santacruz Claudio Acuña C. Rodrigo Espinoza G. Néstor Uribe H. Camilo Sánchez D. Daniel Súnico H. Iván Sentis P. Eric Norton H.

Esta norma se estudió para establecer los requisitos de la espuma rígida de poliuretano aplicada in situ por proyección para aplicación sobre elementos constructivos, que se utiliza para aislación térmica en edificaciones.

I

NCh2727/2 Esta norma se estudió en el marco del Convenio de Cooperación entre el Instituto de la Construcción y el Instituto Nacional de Normalización. En la elaboración de esta norma se ha tomado en consideración la Norma Internacional ISO 8873: 1987 Cellular plastics, rigid - Spray - applied polyurethane foam for thermal insulation of buildings - Specification, siendo no equivalente a la misma al tener desviaciones mayores que consisten en cambios en las definiciones, los requisitos de las propiedades y los métodos de ensayo, los que se modificaron de acuerdo a lo indicado en la norma UNE 92120-2: 1998 Productos de aislamiento térmico para construcción Espuma rígida de poliuretano producida in situ - Parte 2: Especificaciones para el producto instalado, debido a que están más actualizados, así como antecedentes técnicos proporcionados por el Comité que elaboró el anteproyecto de norma. Los Anexos A y B no forman parte del cuerpo de la norma, se insertan sólo a título informativo. Los Anexos C y D forman parte del cuerpo de la norma. Esta norma ha sido aprobada por el Consejo del Instituto Nacional de Normalización, en sesión efectuada el 28 de Noviembre de 2002. Esta norma ha sido declarada Oficial de la República de Chile por Decreto N°59, de fecha 13 de Febrero de 2003, del Ministerio de Vivienda y Urbanismo, publicado en el Diario Oficial del 20 de Marzo de 2003.

II

NORMA CHILENA OFICIAL

NCh2727/2.Of2003

Aislación térmica - Espuma rígida de poliuretano - Parte 2: Requisitos del producto aplicado in situ

1 Alcance y campo de aplicación Esta norma establece los requisitos de la espuma rígida de poliuretano aplicada in situ por proyección para aplicación sobre elementos constructivos, para aislación térmica. Esta norma incluye las verificaciones a realizar y la declaración del instalador. NOTA - Los sistemas de poliuretano a que hace referencia esta norma no pueden ser utilizados como materiales impermeabilizantes de elementos constructivos.

2 Referencias normativas Los documentos normativos siguientes contienen disposiciones que, a través de referencias en el texto de la norma, constituyen requisitos de la norma. A la fecha de publicación de esta norma estaba vigente la edición que se indica a continuación. Todas las normas están sujetas a revisión y a las partes que deban tomar acuerdos, basados en esta norma, se les recomienda investigar la posibilidad de aplicar las ediciones más recientes de las normas que se incluyen a continuación. NOTA - El Instituto Nacional de Normalización mantiene un registro de las normas nacionales e internacionales vigentes.

NCh850 NCh933 NCh2727/1

Aislación térmica - Método para la determinación de la conductividad térmica en estado estacionario por medio del anillo de guarda. Prevención de incendios en edificios - Terminología. Aislación térmica - Espuma rígida de poliuretano - Parte 1: Requisitos de los sistemas antes de la aplicación in situ. 1

NCh2727/2 Rigid cellular plastics - Determination of compression properties. Cellular plastics and rubbers - Determination of apparent (bulk) density. ISO 3582: 2000 (E) Flexible cellular polymeric materials - Laboratory assessment of horizontal burning characteristics of small specimens subjected to a small flame. ISO 844: 2001(E) ISO 845: 1988(E)

3 Términos y definiciones Para los propósitos de esta norma se aplican los términos y definiciones indicados en NCh2727/1, y adicionalmente el siguiente: 3.1 espuma rígida de poliuretano: material plástico rígido celular, con un porcentaje de celdas cerradas mayor al 90%, que se obtiene mediante reacción química de un sistema de poliuretano compuesto por dos componentes líquidos: poliol e isocianato

4 Proceso de formación y aplicación de la espuma 4.1 La formación de la espuma rígida de poliuretano tiene lugar in situ - en el mismo lugar de la instalación - empleando máquinas para procesar los sistemas de poliuretano, las que son capaces de dosificar y mezclar sus componentes. 4.2 La aplicación por proyección consiste en pulverizar, mediante la máquina citada, la mezcla de los componentes del sistema de poliuretano, produciendo una reacción química exotérmica sobre la superficie a aislar, donde, por esta reacción, la mezcla rápidamente expande y endurece formando la espuma. La aplicación se realiza en capas sucesivas, hasta alcanzar el espesor final de aislación deseado, en conformidad con las condiciones contractuales entre las partes.

5 Requisitos para la espuma rígida de poliuretano 5.1 Sistema de poliuretano El instalador debe utilizar un sistema de poliuretano que cumpla con NCh2727/1.

5.2 Condiciones de aplicación Antes de proceder a la aplicación de la espuma, el instalador debe inspeccionar la obra con objeto de determinar si reúne las condiciones generales para llevar a cabo la aplicación. Se recomienda seguir las indicaciones expuestas en Anexo A, así como las condiciones específicas, si proceden, indicadas por el fabricante del sistema de poliuretano en la ficha técnica (ver NCh2727/1, 7.2).

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NCh2727/2 5.3 Densidad aparente 5.3.1 La densidad aparente de la espuma aplicada, con todas sus capas, debe ser mayor o igual a 30 kg/m3. NOTA - En Anexo B se muestra la variación de las propiedades mecánicas en función de la densidad.

5.3.2 En aplicaciones especiales de máxima solicitación mecánica (tales como sobrecubierta con poliuretano a la vista, sobrelosa de hormigón transitable, etc.) y, en acuerdo con el proyectista, la densidad aparente de la espuma aplicada, con todas sus capas, debe ser mayor o igual a 40 kg/m3.

5.4 Espesor El espesor de la espuma aplicada debe ser mayor o igual a 15 mm, determinado según 7.3 de esta norma.

5.5 Comportamiento al fuego La espuma de poliuretano debe ser autoextinguible, de acuerdo al concepto de NCh933, lo que debe ser medido según ISO 3582.

6 Preparación de muestras y métodos de ensayo 6.1 Preparación de muestras 6.1.1 Para la realización de los ensayos de cláusula 5, las muestras se deben tomar preferentemente de la espuma instalada. Si esto no es posible para algún ensayo, se debe fabricar en el mismo lugar y en las mismas condiciones de aplicación, la cantidad de espuma necesaria para la elaboración de probetas de ensayo. Las muestras deben ser representativas del material final aplicado respetando el espesor (30 mm como mínimo), y del tamaño y cantidad suficiente que permitan llevar a cabo los ensayos requeridos. A las probetas elaboradas se debe remover la capa externa y la superficie de contacto con el sustrato, en un corte con un ajuste de 3 mm a 5 mm. NOTA - Usualmente 1,5 m2 son suficientes para una serie de ensayos, con el espesor de la muestra determinado para cada ensayo individualmente.

6.1.2 La relación entre el espesor total de la probeta y el número de capas aplicadas debe ser la misma que la de la espuma instalada. El espesor medio de las probetas para el ensayo de conductividad térmica debe ser (6 ± 1) cm. 6.1.3 Las muestras se deben curar por un mínimo de 72 h a (23 ± 3)°C, antes de ser cortadas para obtener las probetas de ensayo. Se pueden cumplir otras condiciones de curado según acuerdo entre las partes involucradas.

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NCh2727/2 6.2 Obtención de testigos Los testigos, cuando son requeridos, se deben obtener por corte transversal de la espuma aplicada, por lo que pueden contener una o más capas de las aplicadas por pulverizado, al que se debe remover la capa externa y la superficie de contacto con el sustrato, en un corte con un ajuste de 3 mm a 5 mm.

6.3 Densidad aparente 6.3.1 Cuando sea posible obtener probetas de forma regular del sistema de poliuretano aplicado, la densidad aparente de la espuma, con todas sus capas, se determina según ISO 845, expresada en kg/m3 (ver Anexo C). 6.3.2 Cuando no sea posible obtener probetas de forma regular para ensayo, debido a las características particulares de este producto y la dificultad natural de sacar probetas de forma regular de la espuma ya aplicada, se debe emplear el método de inmersión, descrito en Anexo D.

6.4 Conductividad térmica (valor envejecido) El valor envejecido del coeficiente de conductividad térmica (λ) de la espuma aplicada, debe ser el que se indicada en NCh2727/1, 5.3.3.

7 Verificación y control de la espuma Los siguientes puntos constituyen elementos mínimos para controlar la correcta aplicación de la espuma y el cumplimiento de los requisitos de ésta, los que son de fácil verificación en terreno. Pueden existir puntos adicionales a considerar por mutuo acuerdo entre el mandante y el instalador.

7.1 Relación de mezcla 7.1.1 El instalador debe realizar, cuando utilice máquinas capaces de operar con distintas proporciones de mezcla, la comprobación de la dosificación de las mismas. Para ello, debe recoger de forma simultánea los dos componentes por separado en recipientes adecuados antes de su paso por el mezclador y comprobar en peso o en volumen, según corresponda, la relación entre los mismos. 7.1.2 Cuando se utilicen máquinas de dosificación fija se debe comprobar que la relación de mezcla corresponde con la especificada por el fabricante del sistema de poliuretano. 7.1.3 El valor medio de la relación de mezcla debe diferir en menos de 5% de la relación de mezcla indicada por el fabricante del sistema de poliuretano.

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NCh2727/2 7.2 Apariencia externa La evaluación de la apariencia externa de la aplicación se debe realizar por inspección visual. La espuma aplicada debe presentar una estructura uniforme, sin discontinuidades en su homogeneidad producidas por un mezclado defectuoso. No se debe considerar como defecto la presencia de capas ocasionadas por aplicaciones sucesivas.

7.3 Espesor En el recubrimiento de superficies mediante el proceso por proyección, la medición del espesor se debe efectuar con ayuda de un punzón graduado o instrumento similar, cuyo diámetro sea menor o igual a 2 mm. Para determinar el espesor se deben tomar 10 puntos por apreciación visual dentro de la superficie aplicada, cinco de espesor aparentemente alto y cinco de espesor aparentemente bajo. El resultado de la medición es el valor promedio de las medidas realizadas, descartando las cuatro medidas extremas. Ninguna medida de las consideradas debe ser menor en más de un 25% del valor medio obtenido.

8 Cálculo de la resistencia térmica de la espuma 8.1 La resistencia térmica de la espuma instalada se determina de acuerdo con la expresión siguiente:

R=

d

λ

envejecido

× 100 m 2 K / W   

en que:

R

= resistencia térmica, en m 2 K / W ;

d

= espesor de la espuma instalada, expresado en metro (m) (ver 7.3);

λ

envejecido

= valor envejecido del coeficiente de conductividad térmica (ver 6.4).

8.2 El coeficiente R100 de la espuma instalada se calcula de la forma siguiente:

R100 = R × 100 100 m 2 K / W   

9 Declaración del instalador 9.1 Al analizar la instalación de la espuma, el instalador debe declarar a su cliente que la aplicación de la espuma se ha realizado de acuerdo con los requisitos de esta norma y utilizando un sistema de poliuretano que cumple con NCh2727/1.

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NCh2727/2 9.2 En la declaración debe constar, también, la información siguiente: a) Datos del instalador: -

Nombre y dirección de la empresa aplicadora.

-

Nombre de los aplicadores.

-

Identificación de la máquina utilizada.

b) Datos de la instalación: -

Nombre, referencia y dirección de la obra.

-

Tipo de aplicación.

-

Superficie aislada térmicamente.

c) Datos del sistema de poliuretano: -

Denominación o referencia del sistema.

-

Nombre y dirección del fabricante o formulador.

d) Datos de la espuma aplicada:

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-

Condiciones de aplicación.

-

Densidad libre en vaso, expresada en kg/m3.

-

Espesor, expresado en cm.

-

Resistencia térmica ( R100 ), expresada en 100 m2K/W.

-

Comportamiento al fuego de la espuma.

-

Resistencia a la compresión (si procede), expresada en kPa.

NCh2727/2

Anexo A (Informativo)

Condiciones de aplicación de la espuma rígida de poliuretano A.1 A continuación se indican las condiciones que se recomienda considerar respecto de las máquinas, el ambiente y la preparación del sustrato para llevar a cabo la aplicación (instalación) de la espuma rígida de poliuretano in situ.

A.2 Máquina A.2.1 La temperatura de la máquina, de los precalentadores y de las mangueras, se deben ajustar entre 25ºC y 60°C, dependiendo de las condiciones ambientales, hasta conseguir una mezcla homogénea y un cono regular en el proceso de proyección. A.2.2 Un ajuste preciso de las temperaturas se debe llevar a cabo después de haber realizado una pequeña prueba de proyección sobre el sustrato.

A.3 Sustrato A.3.1 Temperatura ambiente y del sustrato Durante la aplicación, la temperatura ambiente y la del sustrato deben ser mayor o igual a 10°C.

A.3.2 Humedad ambiente y del sustrato La humedad relativa del aire en el lugar de aplicación debe ser menor o igual a 85% y la humedad del sustrato debe ser menor o igual a 20%.

A.3.3 Velocidad del viento En aplicaciones por proyección al exterior, se debe vigilar que la velocidad del viento sea menor a 30 km/h, en el lugar de proyección.

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A.4 Preparación del sustrato Para proceder a la aplicación in situ de espuma rígida de poliuretano sobre un sustrato, éste debe ser lo suficientemente consistente para poder soportar las dilataciones contracciones del poliuretano, estar limpio y libre de elementos extraños. También debe estar libre de ceras, grasa u otros elementos que puedan afectar la adherencia del poliuretano al sustrato. La aplicación sobre algunos materiales plásticos (por ejemplo, poliolefinas) y algunos metales (por ejemplo, aluminio) pueden presentar problemas de adherencia, en estos casos es necesario aplicar un imprimante antes de proceder a la aplicación del poliuretano.

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Anexo B (Informativo)

Características adicionales para aplicaciones específicas B.1 Generalidades B.1.1 Además de las especificaciones de la espuma rígida de poliuretano producida in situ presentadas en cláusula 4 de esta norma, se presenta a continuación información adicional sobre ciertas características de la espuma que pueden ser necesarias para una aplicación específica. B.1.2 Este anexo ofrece valores comúnmente admitidos y que pueden ser adoptados por la espuma de poliuretano que cumpla con las especificaciones de esta norma. B.1.3 En este anexo se pueden encontrar valores no coincidentes con especificaciones propias de productos que los distintos fabricantes proporcionan en su ficha técnica.

B.2 Estabilidad / resistencia La espuma rígida de poliuretano es una materia sintética duroplástica fuertemente reticulada especialmente, no fusible, químicamente neutra, estable y muy resistente en presencia de los materiales comúnmente utilizados en la construcción.

B.3 Conductividad térmica En el gráfico B.1 se puede ver la variación de la conductividad térmica de la espuma de poliuretano en función de la densidad.

B.4 Propiedades mecánicas En los gráficos B.2, B.3 y B.4 se puede ver la influencia de diferentes propiedades mecánicas de la espuma rígida de poliuretano en función de la densidad.

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Anexo C (Normativo)

Método para determinar la densidad aparente de la espuma de poliuretano según ISO 845 C.0 Introducción Este anexo es un resumen del procedimiento descrito en ISO 845 para determinar la densidad aparente de un material rígido celular. Para mayores detalles se debe consultar el documento normativo respectivo.

C.1 Alcance y campo de aplicación Este método se utiliza para determinar la densidad aparente de la espuma de poliuretano cuando es posible obtener probetas de forma regular, de tal forma de obtener las dimensiones exactas de éstas para determinar el volumen.

C.2 Referencias normativas Los documentos normativos siguientes contienen disposiciones que, a través de referencias en el texto de la norma, constituyen requisitos de la norma. A la fecha de publicación de esta norma estaba vigente la edición que se indica a continuación. Todas las normas están sujetas a revisión y a las partes que deban tomar acuerdos, basados en esta norma, se les recomienda investigar la posibilidad de aplicar las ediciones más recientes de las normas que se incluyen a continuación. NOTA - El Instituto Nacional de Normalización mantiene un registro de las normas nacionales e internacionales vigentes.

ISO 291: 1977 ISO 1382: 1982 ISO 1923: 1981

Plastics - Standard atmospheres for conditioning and testing. Rubber - Vocabulary. Cellular plastics and rubbers - Determination of linear dimensions.

C.3 Aparatos Aparatos comunes de laboratorio y: C.3.1 Balanza, capaz de determinar la masa de una pieza con una precisión de 0,5%.

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NCh2727/2 C.3.2 Instrumentos de medición, de acuerdo con ISO 1923.

C.4 Probetas de ensayo C.4.1 Dimensiones C.4.1.1 Cada probeta de ensayo debe tener una forma tal que su volumen se pueda calcular fácilmente. Debe ser cortada sin deformar la estructura celular original del material. C.4.1.2 El tamaño de las probetas debe ser tan grande como sea posible, en proporción con los aparatos disponibles y con la forma original del material. Para materiales rígidos, el área total superficial de una probeta debe ser al menos 100 cm2. Para materiales flexibles y semi rígidos, el volumen de una probeta debe ser al menos 100 cm3. C.4.1.3 Para materiales rígidos, cuando se está determinando la densidad aparente usando probetas cortadas desde una muestra grande, se debe mantener la razón del área de piel formada durante el moldeo con el volumen total, para cada probeta y para la muestra.

C.4.2 Número de probetas C.4.2.1 Se deben ensayar un mínimo de tres probetas para materiales flexibles y un mínimo de cinco para materiales rígidos. C.4.2.2 La muestra puede ser un objeto confeccionado cuya masa y volumen pueden ser medidos con precisión. Su masa y volumen total pueden ser usados para determinar la densidad de la muestra.

C.4.3 Acondicionamiento de las probetas C.4.3.1 La espuma debe curar por un mínimo de 72 h antes de ser cortada para obtener las probetas de ensayo requeridas para los propósitos de medición. C.4.3.2 Si se requiere, este período puede ser reducido a 48 h o 16 h si la experiencia muestra que, después de 48 h o 16 h desde la fabricación de la espuma, la diferencia en densidad comparada con la densidad a 72 h después de la fabricación es menor a 10%. C.4.3.3 Las probetas deben ser mantenidas por al menos 16 h a condiciones ambientales o en un desecador (condiciones secas) según se define a continuación. Este período de acondicionamiento puede ser parte del período de 72 h que sigue a la fabricación de la espuma. a) Condiciones ambientales se acuerdo con ISO 291: 23ºC ± 2ºC, 50% ± 5% de humedad relativa; o 27ºC ± 2ºC, 65% ± 5% de humedad relativa

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NCh2727/2 b) Condiciones secas: 23ºC ± 2ºC; o 27ºC ± 2ºC

C.5 Procedimiento C.5.1 Medir las dimensiones, en centímetros, de las probetas de acuerdo con ISO 1923. Realizar un mínimo de tres medidas separadas para cada dimensión. Para materiales rígidos con forma de tablero realizar al menos cinco medidas del área central. Calcular el valor medio para cada dimensión y a partir de estas medidas calcular el volumen de las probetas. C.5.2 Pesar cada probeta con una precisión de 5% y registrar su masa en gramos.

C.6 Expresión de resultados La densidad aparente de una probeta de espuma, en g/L, está dado por la fórmula:

D=

M × 1 000 V

en que:

M = masa de la probeta, expresada en kilogramos (kg); V

= volumen de la probeta, expresado en metros cúbicos (m3);

D = densidad de la probeta, expresada en kilogramos por metros cúbico (kg/m3). Calcular el valor promedio de la densidad a partir de los resultados de todas las probetas y redondear a 0,1 kg/m3.

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Anexo D (Normativo)

Método de inmersión para determinar la densidad aparente de la espuma de poliuretano D.0 Introducción D.0.1 Para determinar la densidad de un cuerpo se requiere conocer de la forma más precisa posible su peso y volumen. Cuando el cuerpo es de forma irregular, la determinación del volumen se hace difícil con los métodos habituales (medidas de las tres dimensiones). D.0.2 Si el cuerpo no absorbe agua, su volumen se puede determinar fácilmente por el método de inmersión, basado en el principio de Arquímedes. Para medir el empuje ascendente que experimenta un cuerpo sumergido, el que es igual al peso del fluido desalojado por el cuerpo, se introduce el cuerpo completamente en un recipiente con agua, colocado sobre una balanza, y se anota la variación de peso producida. NOTA - Debido a que el tiempo necesario para realizar este ensayo es breve y, por consiguiente, también el tiempo de inmersión, la absorción de agua que experimenta la muestra es irrelevante.

D.1 Alcance y campo de aplicación Este método se utiliza para determinar la densidad de la espuma rígida de poliuretano aplicada in situ cuando las probetas extraídas de la espuma son de forma irregular. Cuando la espuma a ensayar provenga de probetas de forma regular, se puede realizar el ensayo de acuerdo con ISO 845.

D.2 Aparatos necesarios a) Balanza, con precisión de 0,1 g. b) Pinza de sujeción. c) Recipiente de capacidad mayor al doble del volumen estimado de la probeta, y menor que cinco veces el volumen estimado de la probeta. d) Alambre flexible de acero, de diámetro menor o igual a 1,00 mm.

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D.3 Productos y reactivos a) Muestra de espuma, de peso mayor a 5 g. b) Agua potable.

D.4 Número y acondicionamiento de las probetas D.4.1 Se debe ensayar un mínimo de cinco probetas, obtenidas de la misma muestra o aplicación. D.4.2 Se debe esperar al menos 72 h después de la aplicación con que se fabricó las probetas. Si se requiere, se puede reducir este período a 48 h o 16 h, si la experiencia muestra que a 48 h o 16 h, la diferencia entre la densidad aparente, comparada con la densidad a 72 h, es menor que 10%.

D.5 Procedimiento D.5.1 Medición de la masa Pesar cada probeta en la balanza y expresar el resultado, M , con una precisión de 0,1 g.

D.5.2 Medición del volumen El volumen de la muestra de espuma se mide del modo siguiente: a) Colocar sobre la balanza el recipiente con agua hasta un volumen aproximado a la mitad de su capacidad. b) Rodear la probeta con el alambre, de forma que ésta se pueda sostener desde el extremo libre. c) Sujetar el extremo libre del alambre con la pinza e introducir completamente la probeta de espuma en el agua, cuidando de no tocar las paredes del recipiente y que no se desborde el agua. d) Anotar la variación de masa medida en la balanza, producida al introducir la espuma. Esta variación corresponde al volumen V de la muestra de espuma mediante la conversión siguiente: 1 g corresponde a 1 cm3.

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D.6 Expresión de los resultados D.6.1 La densidad de la espuma se determina mediante la expresión siguiente:

D=

M × 1 000 V

en que:

M = masa de la probeta, expresada en kilogramos (kg); V

= volumen de la probeta, expresado en metros cúbicos (m3);

D = densidad de la probeta, expresada en kilogramos por metro cúbico (kg/m3). D.6.2 Calcular el valor medio de la densidad aparente de la espuma, como el promedio de los valores obtenidos para cada una de las cinco probetas.

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NORMA CHILENA OFICIAL INSTITUTO

NACIONAL

DE

NCh

NORMALIZACION

2727/2.Of2003

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INN-CHILE

Aislación térmica - Espuma rígida de poliuretano - Parte 2: Requisitos del producto aplicado in situ Thermal insulation - Rigid polyurethane foam - Part 2: Specification for installed product in situ

Primera edición : 2003

Descriptores:

aislación térmica, materiales de construcción, aislantes térmicos, espumas, poliuretano, requisitos

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