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Construcción con Acero Liviano: 9.5 Áticos Ventilados

15/10/2013 | Cuando una vivienda esta adecuadamente ventilada, se crea un flujo de aire positivo que permite que la vivienda respire y ayuda a impedir que se acumule la humedad.

En climas cálidos, la ventilación adecuada del ático evita que se transmita el calor desde el cielorraso del ático (incluso si el ático esta aislado) hasta las habitaciones. En climas fríos, la ventilación adecuada impide que la humedad se condense en la aislación, en la estructura y en la cubierta del techo.

Conducción del Calor a través de los áticos

La radiación solar, especialmente en verano, aumenta la temperatura de la superficie del techo. Éste, a su vez, lo irradia dentro del espacio del ático generándose así una acumulación de calor dentro de ese ambiente.

Sin una ventilación adecuada, la aislación térmica del cielorraso absorbe y retiene la mayoría del calor acumulado en el ático durante el día, dificultando la posibilidad de su liberación al aire nocturno. El calor residual se ira concentrando durante un periodo de días calurosos, elevando la temperatura de la aislación térmica y aumentando la radiación de calor hacia los ambientes inferiores.

Por lo tanto, para prevenir el aumento de temperatura en los ambientes inferiores es necesaria una ventilación en el ático que prevea la circulación de un volumen suficiente de aire a través del espacio del ático, teniendo en cuenta las condiciones variables de intensidades y direcciones de los vientos que actúan sobre el edificio.

Además, el aire de la ventilación deberá moverse de manera uniforme a lo largo de toda la superficie inferior del techo, evitando áreas discontinuas no ventiladas que acumulen calor.

Transmisión de Humedad y Condensación dentro del ático

En invierno, el aire del interior de una vivienda es más cálido y transporta mas vapor de agua que el aire frío y seco dentro del ático. Hay una fuerza natural, denominada presión del vapor, que determina la migración del vapor de agua desde zonas o materiales con alto porcentaje de humedad hacia otros donde la concentración de humedad en el aire es menor.

El vapor de agua puede atravesar cielorrasos y materiales aislantes (e incluso barreras de vapor) y llegar al ático, donde se condensa rápidamente en los elementos estructurales mas fríos.

El volumen de vapor de agua transmitido al ático (espacio interior mas frío en invierno) puede ser tal, que al condensar en los elementos estructurales del techo, no sólo conduzca al deterioro de los mismos, sino que además gotee sobre la aislación térmica, humedeciéndola. Al humedecerse, la aislación se comprime, reduciendo su capacidad aislante.

El problema de la condensación se resuelve con una adecuada ventilación del ático. El sistema más efectivo será aquel que haga circular el mayor volumen de aire a través del ático, generando un flujo que atraviese uniformemente toda la superficie inferior del fenólico. Esto se debe a que dicha superficie es la mas fría en el ático y la principal localización de condensación.

Efectos del Viento

Existen dos fuerzas naturales que pueden transportar el aire a través del ático.
Estas son, por un lado, la presión generada por el efecto de las fuerzas del viento sobre la vivienda y otra, el efecto térmico del aire cálido que se eleva hacia la cumbrera del ático.

De estas fuerzas, el viento es la mas constante y generalmente la mas fuerte. A medida que se mueve alrededor y contra la estructura perimetral de la vivienda, se crean áreas de presión positiva y negativa. Cuando se conocen estas presiones, es posible colocar ventilaciones para la toma de aire en áreas de presión positiva y ventilaciones para la salida de aire en áreas de presión negativa asegurando un flujo de aire continuo.

Efecto Térmico

Además del movimiento del viento, existe otra fuerza natural que afecta la ventilación en un ático; es el efecto térmico, causado por el bien conocido principio de que el aire caliente asciende. El aire dentro del ático es generalmente más cálido que el aire en el exterior –durante el día- y tiende a ascender y salir por la cumbrera si hay una ventilación que se lo permita.

Además, el aire dentro del ático circula por convección, el aire caliente asciende y el aire frío desciende al piso del ático. Una ventilación de salida en la cumbrera y otra de entrada en los aleros, facilitan este movimiento natural.

Sin embargo, el efecto térmico no es una fuerza mayor en un sistema natural de ventilación. El efecto del viento es mayor, por lejos, incluso una pequeña brisa provee mas movimiento de aire a través de un ático correctamente ventilado que el efecto térmico.

La Inercia del Aire

Un factor extremadamente importante en el mantenimiento de una buena ventilación, es la inercia del aire. El aire en movimiento adquiere un momentum, parecido al del agua o cualquier otro objeto en movimiento, que tiende a mantenerlo moviéndose en la misma dirección.

Si el sistema de ventilación en el ático esta correctamente diseñado, mantiene el movimiento del aire en la misma dirección. Esto permite el funcionamiento de la inercia del aire, que mantiene el flujo de aire constante, y provee mas ventilación con menos viento.

Por otro lado, el aire estático tiende a mantenerse asi; se requiere mas fuerza para iniciar el movimiento, que para mantenerlo una vez que ha empezado a moverse.

Si las ventilaciones están ubicadas de manera tal que, a medida que el viento cambia su dirección, el flujo de aire a través del ático es revertido, habrá muy poca ventilación resultante. Si cada pocos minutos una ventilación de entrada del aire se convierte en una de salida, y viceversa, no será posible un flujo de aire continuo y efectivo.

La inercia del aire será mejor utilizada cuando las ventilaciones de entrada y las ventilaciones de salida de aire, mantienen sucondición de salida o entrada, independientemente de la fuerza y dirección del viento.

Efectos sobre el diafragma del Techo

La acumulación de calor se da por efecto de la radiación, desde el fenólico del techo hacia el piso del ático, o hacia la superficie de la aislación térmica. Por ello, el enfriamiento del fenólico anula este efecto, manteniendo una temperatura deseable dentro del ático.

El problema de la condensación también se resuelve ventilando la cara inferior del fenólico. El techo es la estructura mas fría dentro del ático, ya que se encuentra en contacto con el aire exterior, y el vapor de agua condensa allí muy fácilmente. Mediante una buena ventilación en la superficie inferior del techo, el vapor se combina con el aire frío y seco, que lo transporta fuera del ático antes de que se condense y cause problemas.

Un sistema de ventilación que transporte el aire a través del piso del ático o de la superficie de la aislación térmica del cielorraso y no lo haga a través del fenólico, no solo no prevendrá la condensación sino que, además, removerá el calor de la aislación térmica, aumentando las perdidas de calor de la vivienda. La aislación térmica deberá mantenerse a la mayor temperatura posible, mientras que el fenólico deberá estar lo mas frío posible, pero siempre bien ventilado.

Ventilación de Techo
La ventilación de techo, a pesar de que puede ser instalada cerca de la cumbrera y así proveer una salida para el aire caliente, posee ciertas desventajas:

  • el área de circulación de aire es algo pequeña en relación al espacio que rodea inmediatamente la ventilación el aire entrará a través de algunas ventilaciones y saldrá por otras, dependiendo de las áreas de presión del viento en el techo.
  • la infiltración de las condiciones climáticas del exterior puede ser un problema bajo estas circunstancias.

Para obtener un mejor rendimiento de este sistema, la ventilación en el se utiliza junto con otro tipo de ventilaciones. La instalación mas típica, combina ventilaciones en el techo y en los aleros.
El alero es una excelente ubicación de toma de aire para ventilación, por estar poco expuesto a la lluvia y la nieve. Otra característica de los aleros es que la ventilación es paralela a la circulación del viento, independientemente de la dirección del mismo.
Sin embargo, el sistema que combina aleros y techo no logra un flujo de aire uniforme, quedando, por lo tanto, grandes porciones del fenólico del techo sin ventilar. Además, debido al área libre neta que provee cada ventilación de techo, es imposible tener una ventilación de techo suficiente para balancear la ventilación en los aleros. El aire generalmente entra por un alero y sale por el otro, y un porcentaje de aire sube y sale por la ventilación del techo.

Ventilación en Tímpanos
La ventilación en tímpanos ofrece un rango de ventilación tan limitado como el de una de techo, dependiendo en este caso el área ventilada de la dirección del viento.

Cuando el viento circula perpendicular a la cumbrera, cada rejilla de ventilación actúa como entrada y salida de aire. En este caso, los extremos del ático únicamente reciben ventilación.

Cuando el viento es paralelo a la cumbrera, el aire entra por una rejilla y sale por la otra, descendiendo hacia el piso del ático en el medio del recorrido.
De esta manera, la mayor parte del fenólico queda prácticamente sin ventilar.

Si se utiliza, además de la ventilación de los tímpanos una ventilación en los aleros, el flujo del aire se transforma, permitiendo el movimiento del aire a través del piso del ático. Estos dos sistemas de ventilación, sin embargo, funcionan independientemente en vez de combinarse en un único sistema efectivo.

Ventilación de Cumbrera
Hay un sistema de ventilación para el ático que utiliza efectivamente las dos fuerzas naturales, la de la presión del viento y la del efecto térmico, para ventilar uniforme y continuamente toda la superficie inferior del fenólico del techo. Este sistema consta de la combinación de una ventilación de cumbrera continua y un área libre neta igual para la ventilación de los aleros, la mitad de la misma para cada lado de la estructura.

El aire que entra a través de los aleros, circula por el fenólico del techo, y sale por la cumbrera. Esto sucede independientemente de la dirección del viento. Debido a que el flujo de aire es siempre en la misma dirección, crea una inercia de movimiento de aire constante,
que es la razón fundamental por la que este sistema es tan eficiente.

El viento que llega al extremo de la vivienda, salta sobre la cumbrera, generando un área de presión negativa. Por ello, sin importar la dirección del viento, la ventilación de cumbrera es siempre de presión negativa, actuando como ventilación de salida de aire.

Cuando hay poco o nada de viento, el efecto térmico actúa para mantener la circulación del aire a través de la superficie inferior del fenólico del techo. El aire caliente se eleva hacia la cumbrera y sale a través de la ventilación, siendo reemplazada por aire mas frío que entra por los aleros. Ningún otro sistema de ventilación utiliza el efecto térmico tan efectivamente como el sistema de cumbrera. Ningún otro sistema genera un flujo de aire de este tipo.