Compendio de normas chilenas de aislación térmica y acondicionamiento térmico en edificios

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
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© 1987 :
INSTITUTO NACIONAL DE NORMALIZACION - INN
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: +(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 *
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: 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
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Telefax
Web
Miembro de
© 1983:
INSTITUTO NACIONAL DE NORMALIZACION - INN
• Prohibida reproducción y venta•
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: 995 Santiago 1 - Chile
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: 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 *
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: 995 Santiago 1 - Chile
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: 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
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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
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Casilla
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© 1984 :
INSTITUTO NACIONAL DE NORMALIZACION - INN
* Prohibida reproducción y venta *
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: 995 Santiago 1 - Chile
: +(56 2) 441 0330 • Centro de Documentación y Venta de Normas (5º Piso) : +(56 2) 441 0425
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: 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
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Telefax
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Miembro de
© 1979 :
INSTITUTO NACIONAL DE NORMALIZACION - INN
* Prohibida reproducción y venta *
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: 995 Santiago 1 - Chile
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: +(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
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: 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
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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
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© 1988 :
INSTITUTO NACIONAL DE NORMALIZACION - INN
* Prohibida reproducción y venta *
: Matías Cousiño Nº 64, 6º Piso, Santiago, Chile
: 995 Santiago 1 - Chile
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: 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
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© 1994 :
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: 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
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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
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: 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
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© 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).
2
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.
3
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.
4
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.
5
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:
6
-
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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NCh2727/2
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.
8
NCh2727/2
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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NCh2727/2
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NCh2727/2
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NCh2727/2
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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NCh2727/2
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.
15
NCh2727/2
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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NCh2727/2
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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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
CIN 91.100.60
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