Comprendiendo los códigos energéticos y el papel de las barreras de aire en el rendimiento de los edificios

Qué deben saber los profesionales del diseño sobre los códigos energéticos y las barreras al aire

Los códigos energéticos se convirtieron en una influencia definitoria en la construcción moderna. Para arquitectos, ingenieros y contratistas, estos códigos influyen en casi todos los diseños y elecciones de materiales que afectan al rendimiento energético de un edificio. Desde la línea del tejado hasta los cimientos, cada componente de la envolvente del edificio contribuye a la eficiencia general y al confort del ocupante.

Entre estos componentes, el sistema de barrera de aire desempeña uno de los roles más significativos. Al controlar el movimiento de aire, humedad y calor a través de la envolvente, las barreras de aire ayudan a los edificios a cumplir con requisitos cada vez más estrictos del código energético.

Por qué los códigos energéticos son importantes para el rendimiento de los edificios

Se desarrollaron códigos energéticos para reducir el consumo energético en edificios, que representan aproximadamente el 40 por ciento del consumo total de energía en Estados Unidos. Los códigos establecen estándares mínimos de rendimiento para la envolvente del edificio, la iluminación y los sistemas mecánicos. Cercioran que las nuevas construcciones y las grandes reformas logren reducciones medibles en las cargas de calefacción y refrigeración.

El Código Internacional de Conservación de Energía (IECC) y ASHRAE 90.1 son las dos principales normas que regulan el rendimiento energético en edificios comerciales. La mayoría de los estados basan su código energético en uno o ambos, a menudo con enmiendas regionales que tienen en cuenta las condiciones climáticas locales.

Aunque estos códigos llevan décadas en vigor, cada actualización introduce objetivos de eficiencia más altos y requisitos de prueba más rigurosos. El IECC de 2021, por ejemplo, hizo hincapié en estándares más estrictos de sellado de aire y una mayor responsabilidad mediante pruebas de fugas de aire en todo el edificio.

El IECC 2024 se basa en esa base, centrar en un mayor rendimiento y mayor rendición de cuentas. Entre los cambios destacados se incluyen requisitos más estrictos de pruebas de barreras de aire y envolvente, ampliación de la ventilación por control de la demanda, nuevos límites de control de humedad y umbrales más bajos para los controles de iluminación natural y sub-medición. El código también agrega requisitos de energía renovable, actualiza el sistema de créditos de eficiencia adicional e introduce una nueva vía de cumplimiento de la Relación Total de Rendimiento del Sistema (TSPR). En conjunto, estos cambios buscan mejorar la eficiencia de los edificios, agilizar la verificación y reducir el consumo total de energía.

Al mejorar la hermeticidad y el rendimiento térmico de la envolvente del edificio, estos códigos más estrictos ayudan a reducir el desperdicio energético, disminuir los costos operativos y mejorar el confort de los ocupantes, al tiempo que contribuyen a los objetivos nacionales de sostenibilidad.

Fugas de aire y pérdida de energía en edificios comerciales

Las fugas de aire son una de las principales causas de desperdicio energético en edificios. Incluso pequeños huecos alrededor de las penetraciones, articulaciones y transiciones pueden permitir que escape aire acondicionado y que entre aire no acondicionado. Según el Departamento de Energía de EE. UU. (DOE), la infiltración representa el 6% del consumo energético y 11.000 millones de dólares en costo energético de edificios comerciales en EE. UU.

En climas fríos, las fugas provocan pérdida de calor y condensación dentro del conjunto de la pared. En regiones calurosas y húmedas, permite que el aire cargado de humedad se infiltre, aumentando la humedad interior y aumentando la carga sobre los sistemas HVAC.

Reducir estas vías no controladas es el objetivo del sistema de barreras de aire. Correctamente diseñada e instalada, la barrera de aire controla el flujo de aire a través de la envolvente, creando una capa continua de protección que mejora el rendimiento térmico y la calidad del aire interior.

Requisitos del Código Energético para Barreras de Aire Continuas

Los códigos energéticos exigen ahora que la mayoría de los edificios comerciales incluyan un sistema continuo de barrera de aire. El IECC especifica que la barrera debe:

• Encierra toda la envolvente del edificio, incluyendo tejados, paredes y conjuntos bajo el nivel del suelo.
• Sé continuo a través de uniones, juntas y transiciones.
• Tienen una tasa de fuga de aire inferior a 0,004 cfm/ft² a 1,57 psf, cuando se prueban según ASTM E2357, E779 o E1827.

ASHRAE 90.1 incluye requisitos similares, centrados en el rendimiento y la continuidad del material. Estas disposiciones garantizan que la barrera funcione como un sistema integrado, no como una colección de componentes no relacionados.

Los profesionales del diseño deben identificar claramente la capa de barrera de aire en los planos y especificaciones. También deben verificar la compatibilidad entre materiales y coordinar los intercambios para mantener la continuidad durante toda la construcción.

Integración de barreras de aire, vapor y agua en la envolvente del edificio

La barrera de aire es una capa dentro de un conjunto de envolvente mayor que también incluye aislamiento, control de vapores y componentes resistentes al agua. Su propósito es distinto pero interdependiente. Una envolvente de edificio de alto rendimiento depende del equilibrio de estas capas trabajando juntas.

• Las barreras de aire controlan las fugas de aire que generan la pérdida de energía y el transporte de humedad.
• Los retardadores de vapor controlan la difusión del vapor de agua a través de los materiales.
• Las barreras resistentes al agua (WRBs) protegen contra la intrusión de agua líquida.
• El aislamiento térmico limita el flujo de aire a través de la envolvente.

Si una capa falla, las demás deben compensar, a menudo a costa del rendimiento global. Por ejemplo, si la barrera de aire no es continua, el aire húmedo puede infiltrar en la cavidad de la pared y condensar en superficies frías, comprometiendo el aislamiento y aumentando el consumo de energía.

Los Sistemas® de Envolvente del Edificio Henry® están diseñados teniendo en cuenta esta interdependencia. Los productos Henry integran capas de control de aire, vapor y agua en sistemas compatibles que cumplen o superan los últimos estándares del código energético.

Avances en tecnología de barreras de aire y diseño de sistemas

La idea de controlar las fugas de aire no es nueva, pero la tecnología avanzó significativamente en las dos últimas décadas. Las primeras barreras solían ser membranas herméticas al vapor que limitaban tanto el movimiento del aire como del vapor. A medida que crecía el conocimiento de la ciencia de la construcción, los fabricantes desarrollaron sistemas que equilibran la permeabilidad y la hermeticidad para adaptar a diferentes zonas climáticas y tipos de muros.

Pionero en la industria de la construcción con raíces que se remontan a los años 30, Henry® ayudó a impulsar la construcción comercial con la introducción de barreras antiaire. Nuestro portafolio completo ofrece a los profesionales del diseño la máxima potencia tanto en rendimiento como en flexibilidad de diseño, incluyendo:

• Henry® Blueskin VP160: Una membrana en lámina autoadherente y permeable al vapor que se adhiere completamente a los sustratos de las paredes sin necesidad de sujeción mecánica.
• Barritech VP: Membrana resistente al fuego aplicada con fluidos para su uso en conjuntos de paredes que requieren la NFPA 285.
• Henry® Air-Bloc® All-Weather STPE: Una membrana monocomponente aplicada por pulverización, diseñada para adherir a temperaturas y humedad variables.

Estos sistemas se prueban para cumplir con ASTM E2357 en cuanto a rendimiento en fugas de aire y soportan el cumplimiento de las normas IECC y ASHRAE 90.1 de 2021.

Elegir la barrera de aire y vapor adecuada para tu zona climática

Los códigos energéticos clasifican a Estados Unidos en ocho zonas climáticas principales, cada una con condiciones distintas de temperatura y humedad. Estas zonas influyen en cómo están configuradas las capas de barrera de aire y vapor.

• Los climas fríos (Zonas 6–8) suelen requerir barreras herméticas al vapor en el lado cálido del aislamiento para evitar que la humedad interior se condense dentro de la pared.
• Los climas mixtos (Zonas 4–5) suelen beneficiarse de barreras permeables al vapor que permiten el secado tanto de las paredes interiores como exteriores.
• Los climas cálidos-húmedos (Zonas 1–3) se centran en controlar la intrusión de humedad exterior y limitar el impulso de vapor hacia el interior.

^{*El Departamento Federal de Energía creó la Herramienta de Ensamblajes Específicos de Edificios Climáticos para ayudar a los constructores a seleccionar conjuntos de cimentación, muros y tejados que cumplan con los requisitos de eficiencia térmica y control de condensación de IECC e IRC 2021 de 2021.} 

Seleccionar la combinación adecuada de capas de control de aire y vapor garantiza el cumplimiento de los requisitos del código y alarga la vida útil del edificio. Los representantes técnicos de Henry ayudan a los equipos de diseño a elegir el sistema adecuado para cada región y tipo de ensamblaje.

Pruebas y verificación para el cumplimiento del código energético

Los códigos energéticos no solo definen objetivos de rendimiento, sino que también enfatizan la verificación. Las pruebas de fuga de aire en todo el edificio, realizadas según ASTM E779 o E3158, miden el rendimiento de la envolvente una vez finalizada la construcción.

Los resultados de pase requieren un esfuerzo coordinado entre todos los oficios. Las penetraciones, transiciones de ventana a pared y de tejado a pared deben ser selladas e inspeccionadas antes de la prueba. No alcanzar la tasa objetivo de fugas puede resultar en costosos trabajos o retrasos en la ocupación.

Henry apoya a los contratistas mediante formación, pruebas de campo y soporte técnico para ayudar a garantizar la calidad de la instalación. Un sistema bien instalado es tan importante como la propia membrana.

Comprendiendo la adopción del Código Regional de Energía y los requisitos climáticos

Los códigos energéticos no se adoptan de forma uniforme en todo Estados Unidos. Cada estado o municipio determina qué versión del IECC o ASHRAE 90.1 seguir y puede modificar requisitos específicos para adaptar a las condiciones climáticas regionales y a las prácticas de construcción.

Por esta razón, los equipos de diseño deben confirmar el código aplicable al principio del proyecto. El Building America Solution Center, desarrollado por el Laboratorio Nacional del Noroeste del Pacífico (PNNL), ofrece información actualizada sobre la adopción actual de códigos energéticos y directrices para ensamblajes conformes por zona climática.

Comprender estas variaciones ayuda a arquitectos y contratistas a seleccionar los materiales adecuados, especificar sistemas de barreras de aire conformes y documentar el rendimiento con precisión para evitar cambios costosos o retrasos posteriores en el proyecto.

Cómo los códigos energéticos mejoran la eficiencia del edificio y el confort interior

Los códigos energéticos tienen efectos que van más allá del cumplimiento. Influyen en cómo los edificios contribuyen a la resiliencia comunitaria, la sostenibilidad ambiental y la salud de los ocupantes.

Un envolvente más ajustado reduce el consumo de energía y las emisiones de gases de efecto invernadero, pero también mejora el confort y la calidad ambiental interior. El flujo de aire controlado previene corrientes de aire, variaciones de temperatura y condensación, mientras que los niveles de humedad constantes reducen el riesgo de moho y degradación del material.

A medida que los códigos sigan evolucionando, las expectativas de rendimiento de los edificios aumentarán. Se espera que futuras versiones del IECC y ASHRAE 90.1 incluyan objetivos aún más rigurosos para la fuga de aire y la intensidad energética en todo el edificio.

Diseñar más allá del código: Lograr envolventes de edificios de alto rendimiento

Cumplir con el código mínimo ya no es el objetivo final para la mayoría de los equipos de diseño. Los propietarios desean cada vez más superar los estándares básicos mediante una construcción de alto rendimiento, diseño net-zero y puesta en marcha de cerramientos de edificios.

Especificar sistemas de barrera de aire probados y compatibles es una parte esencial de este cambio. Soluciones totalmente integradas como Henry Building Envelope Systems no solo soportan el cumplimiento del código, sino también el rendimiento a largo plazo.

Cuando los sistemas se diseñan e instalan como parte de una estrategia coordinada para la envolvente del edificio, los beneficios son tangibles: menores costos operativos, mayor durabilidad y mayor comodidad para los ocupantes.

Programa una reunión hoy mismo para ver cómo el portafolio completo de soluciones de Henry puede ayudarte a lograr el cumplimiento de la normativa energética y resultados de alto rendimiento.