Rincón de Código: El efecto de IECC 2009 y ASHRAE 90.1-2007

Por: James R. Baty II | Tilt-Up Concrete Association

El otro día recibí una pregunta técnica de un estado del este preguntando si era cierto que el Tilt-Up ya no se podía construir debido a los nuevos códigos de energía. Parece que el contratista se enteró de los cambios en el código de energía y asumió que el Tilt-Up sería una de las víctimas del nuevo requisito de aislamiento continuo. La verdad no podría estar más lejos de esa posición.

La verdadera pregunta es, ¿qué ha cambiado para la industria de la construcción con la mayor adopción del IECC 2009 y, por ende, de la ASHRAE 90.1-2007? Conocer los detalles preparará a su empresa para aprovechar la información en sus planes de marketing y ventas.

La energía necesaria para acondicionar espacios en edificios comerciales representa más del 33% del presupuesto energético de un edificio (ver figura 1) al combinar calefacción, refrigeración y ventilación. Dado que nos enfocamos en cerramientos de edificios, la respuesta a nuestra pregunta se puede encontrar rápidamente en las Tablas 502.2(1) y 502.2(2) del IECC de 2009 para Requisitos de cerramientos de edificios – Ensamblajes opacos. Estas tablas proporcionan los nuevos criterios mínimos prescriptivos para el diseño de cerramientos de edificios basados en el método de construcción. ASHRAE también actualizó la referencia al clima a través de ocho zonas climáticas principales para el mercado de EE. UU. (figura 2). Estos te dirigen al requisito prescriptivo adecuado en las tablas.

En los códigos de energía, los sistemas constructivos para muros sobre el nivel del suelo se clasifican como masivos, de edificios metálicos, de estructura metálica y de estructura de madera, y otros. Lo que encontrará en las tablas prescriptivas son referencias como:

• NR = No se requiere
• R-16 = Un valor R mínimo usando un sistema de aislamiento tradicional sin requisitos específicos para el detalle de las conexiones (es decir, fibra de vidrio con barrera de vapor comprimida en los miembros de acero o entre montantes)
• R-5.7ci = Un valor R mínimo logrado con una capa continua de aislamiento rígido.
• R-13 + R-5.6ci = Un ensamblaje con sistema de aislamiento tradicional y una capa adicional requerida de aislamiento rígido continuo.

Estas designaciones de aislamiento se proporcionan para ofrecer simplicidad prescriptiva basada en el rendimiento mínimo requerido para cada clima.

Método de Cumplimiento de Valor U para Ensamblajes:

Una opción de código alternativa para el cumplimiento prescriptivo en los códigos de energía es el valor U máximo del ensamblaje. Según los métodos de cálculo requeridos por ASHRAE para cada sistema del edificio, se puede determinar un valor U general del ensamblaje. Adicionalmente, se puede determinar un valor U del sistema del edificio mediante pruebas térmicas y, por lo tanto, clasificarlo como un valor U máximo del ensamblaje. El valor U, por supuesto, es el inverso del valor R, por lo que un valor U máximo del ensamblaje de 0.1 sería un valor R mínimo aproximado de 10. Se debe considerar cualquier elemento constructivo que cree un puente térmico o una discontinuidad en la capa de aislamiento al determinar el valor U efectivo con este método de cumplimiento.

Entonces, para comprender el impacto del código de la manera más clara, veamos cada tipo de edificio y determinemos los cambios en aislamiento requeridos según la zona climática. He combinado las tablas mencionadas anteriormente para una referencia más rápida.

Edificios masivos
Los edificios macizos serían aquellos construidos con paneles prefabricados (tilt-up), prefabricados de concreto, unidades de mampostería de concreto o ladrillo de muro completo, así como concreto colado en sitio (CIP). Este tipo de edificio en la Zona Climática 1 no requiere ningún aislamiento. Sin embargo, en la Zona Climática 2 y superior, todos los edificios macizos deben tener una capa continua de aislamiento.

Solicitud. Valor	Zona climática
	1	2	3	4*	5+	6	7	8
Valor R	NR	R-5.7ci	R7.6ci	R-9.5ci	R-11.4ci	R-13.3ci	R-15.2ci	R-15.2ci
Valor U	0.580	0.151	0.123	0.104	0.090	0.080	0.071	0.071
Las notas * y + representa el requisito de que las zonas clasificadas como marinas (principalmente el Noroeste del Pacífico y el norte de California, en función de la presencia predominante de alta humedad) se consideren como Zona Climática 5 para los criterios de envolvente de edificios.

Edificios de metal
Se debe entender una edificación metálica como una estructura tradicional de metal pre-diseñada con un sistema de revestimiento o aislamiento que cubre la estructura metálica. Todas las regiones climáticas requieren aislamiento para este tipo de edificación y en la Zona Climática 5 y superior, debe haber aislamiento continuo además del aislamiento de fibra de vidrio que cubre las vigas.

Solicitud. Valor	Zona climática
	1	2	3	4*	5+	6	7	8
Valor R	R-16	R-16	R-19	R-19	R-13+R-5.6ci	R-13+R-5.6ci	R-19+R-5.6ci	R-19+R-5.6ci
Valor U	0.093	0.093	0.084	0.084	0.069	0.069	0.057	0.057

De marco metálico
Los de estructura metálica son aquellos construidos con tecnología tradicional de entramado metálico (también conocido como construcción con entramado liviano) y aislados en las cavidades del entramado. Al igual que los edificios de metal, todos los climas requieren aislamiento para este tipo de construcción. Sin embargo, comenzando en la Zona Climática 3, se debe incluir aislamiento continuo además de los paneles de fibra de vidrio entre los montantes.

Solicitud. Valor	Zona climática
	1	2	3	4*	5+	6	7	8
Valor R	R-13	R-13	R-13+R3.8ci	R-13+R-7.5ci	R-13+R-7.5ci	R-13+R-7.5ci	R-13+R-7.5ci	R-13+R-7.5ci
Valor U	0.124	0.124	0.084	0.064	0.064	0.064	0.064	0.064

De marco de madera
Las estructuras de madera son aquellas construidas con la tecnología tradicional de entramado de madera (también conocido como "stick-built") y aisladas en las cavidades del entramado. Existe una etiqueta para y otra en esta categoría destinada a abarcar cualquier sistema de construcción no tradicional, como SIP, etc., que no se consideren masivos. Al igual que los edificios con estructuras metálicas, esta categoría requiere aislamiento en todas las zonas climáticas e inicia el requisito de aislamiento continuo en la Zona Climática 5.

Solicitud. Valor	Zona climática
	1	2	3	4*	5+	6	7	8
Valor R	R-13	R-13	R-13	R-13	R-13+R-3.8ci	R-13+R-7.5ci	R-13+R-7.5ci	R-13+R-15.6ci
Valor U	0.089	0.089	0.089	0.089	0.064	0.051	0.051	0.036

El cumplimiento de los valores establecidos en estas tablas puede lograrse simplemente utilizando un programa disponible en línea conocido como ComCheck. Representantes de ORNL y PNWL crearon este programa en línea para determinar rápidamente si la envolvente de un edificio cumplirá con los requisitos. Algunas jurisdicciones y/o especificaciones de proyecto incluso requerirán un ComCheck para demostrar el cumplimiento. Sin embargo, se debe tener precaución al usar este software, ya que solo conoce lo que el usuario ingresa. Si un usuario no conoce el valor U efectivo o el rendimiento térmico de un ensamblaje en particular, el proyecto podría ser aprobado a pesar de no cumplir verdaderamente con los requisitos. En otras palabras, el simple hecho de que un bloque de concreto tenga un núcleo de aislamiento de 5 pulgadas no le otorga un valor R de 17.5. El puente térmico impacta significativamente el valor U efectivo del ensamblaje.

Por lo tanto, permítanme responder a la pregunta planteada al inicio de este artículo: “¿Sigue siendo el Tilt-Up un método viable de construcción según el código energético más reciente?” El uso de paneles sólidos de concreto Tilt-Up para cualquier ubicación más allá de la Zona Climática I, según el IECC de 2009 o por debajo de la “zona cálida y húmeda” de la ASHRAE 90.1-2007 para un proyecto no aprobado como “semicondicionado”, no está respaldado. Sin embargo, las ventajas del sistema de concreto Tilt-Up se materializan rápidamente en la barrera de aire de alta calidad, la cantidad de masa térmica y la facilidad para proporcionar aislamiento continuo. En términos más sencillos, se requiere mucha menos aislación que con otros sistemas de construcción.
A partir de esta información, es bastante claro hacia dónde se dirigen los códigos de energía. Sin embargo, los criterios prescriptivos a menudo son los menos favorables para sus objetivos finales. Proporcionan el valor mínimo (máximo) que se puede aceptar, pero lo que no pueden tener en cuenta es el rendimiento real del edificio que se alcanza cuando la suma de las partes es mayor que el todo. Por lo tanto, el IECC 2009 remite al ASHRAE 90.1-2007 (y en el futuro al 2010) para la vía de cumplimiento alternativo que utiliza modelado energético.

Mantente atento a futuras ediciones donde ofreceré reflexiones sobre modelado térmico; o considera asistir a la Convención Anual de la TCA este año en Amelia Island, FL (1 al 3 de octubre de 2012), donde presentaremos una charla sobre las formas adecuadas de utilizar el método de presupuesto energético para el cumplimiento.