Las falacias de la ventilación de espacios de arrastre

Descargar PDF

Casi el 70% de las casas en Carolina del Sur tienen cimientos de espacios de arrastre. Construimos más cimientos de espacios de arrastre que cualquier otro estado en el país. Sin embargo, seguimos teniendo problemas con nuestros espacios de arrastre. Estos problemas incluyen el moho y la descomposición, los niveles elevados de radón, y las termitas y otras plagas. Vemos condensación en los conductos, moho en las viguetas, daños por termitas y escarabajos de la madera y suelos de madera ahuecados. Nuestra solucion actual es aumentar la ventilacion de los espacios de arrastre.

En una reunion de Affordable Comfort a la que he asistido recientemente, un ponente de Canada dijo que ventilar los espacios de arrastre en el sureste de los Estados Unidos era una locura. Tengo que estar de acuerdo. En este documento, voy a discutir algunas de las falacias que veo con nuestra práctica actual de ventilación de los espacios de arrastre, y proporcionar directrices para un mayor rendimiento de los espacios de arrastre.

Falacia # 1 – Existe una base de investigación para las directrices actuales de ventilación de espacios de arrastre.

Supuestamente ventilamos los espacios de arrastre para ayudar a controlar la humedad. Mirando hacia atrás a través de los documentos históricos encontramos varios documentos que discuten la ventilación de los espacios de arrastre. En 1939, el Laboratorio de Productos Forestales publicó «Uso y Abuso de la Madera en la Construcción de Casas» que contiene «Ventilaciones con rejilla que suman el 3 por ciento de la casa es lo mejor, con un piso completamente aislado… Un pequeño ventilador en cada pared es apenas suficiente en el húmedo Sur».

En 1942, las «Normas de Propiedad y Directrices Mínimas de Construcción» de la Administración Federal de la Vivienda contenían el primer requisito para la ventilación de los espacios de arrastre en la literatura normativa. Es anterior a cualquier investigación conocida sobre el rendimiento de los espacios de arrastre. Estos requisitos establecen en parte «Proporcionar un número suficiente de rejillas de ventilación en las paredes de los cimientos para asegurar un área total de ventilación equivalente a 1/2 por ciento del área cerrada más 1/2 pie cuadrado por cada pie lineal de pared que encierre esa área».»

En 1948, la Agencia de Financiación de Viviendas (HHFA) publicó «Crawl Spaces: their effect on dwellings». Este documento contiene una discusión de algunos trabajos de investigación realizados por Britton en varios complejos de viviendas. Britton dijo que «cuando la ventilación en la medida de 1/1500 de la superficie del edificio se cortó en las paredes del espacio de arrastre, en conjunción con la ventilación de aproximadamente 1/500 de la superficie del edificio en las paredes del espacio del desván y el recubrimiento del suelo del espacio de arrastre con un techo de superficie mineral de 55#, todos los problemas fueron aparentemente eliminados.» Una nota interesante con esta discusión fue que Britton estaba investigando los problemas de humedad del ático.

Britton incluyó la nota «Cuando los suelos de los espacios de arrastre se cubren con techos de rollo con superficie mineral de 55# de una manera efectiva, la ventilación especificada de la pared bien puede reducirse hasta un 90% para la construcción controlada.» La HHFA siguió con otro documento que decía «Cuando se aplica una buena cubierta sobre toda la superficie del suelo en el espacio de arrastre, se necesita muy poca ventilación.»

Lo siguiente que vemos es la actualización de los requisitos del código. Las Normas Mínimas de Propiedad de 1958 establecen que «se proporcionarán al menos 4 ventiladores de pared de cimentación, uno situado cerca de cada esquina del espacio, con un área de ventilación libre neta agregada no inferior a 1/150 del área de los espacios sin sótano, o un tratamiento de la superficie del suelo en forma de material de barrera de vapor… más al menos 2 ventiladores de pared de cimentación con un área de ventilación libre neta agregada no inferior a 1/1500 del área del espacio sin sótano.» La única diferencia que veo entre este código de 1958 y el código IRC de 2000 es que hoy en día se exige un mínimo de cuatro ventilaciones en el nivel de ventilación de 1/1500.

De mis investigaciones y las de Bill Rose del Consejo de Investigación de la Construcción de la Universidad de Illinois, la investigación que apoya estas recomendaciones y el código no existe. Lo que puedo encontrar en la literatura parece limitarse a una investigación de campo con varios pasos de control de la humedad sucediendo a la vez. No veo una evaluación de la eficacia de cada paso. Es decir: Cuando se añadió la ventilación del ático Y la ventilación de los cimientos Y una cubierta de suelo, el problema de la humedad del ÁTICO se solucionó. Estos documentos ciertamente contienen buena información, pero no creo que contenga suficiente información para apoyar nuestros códigos de construcción existentes y los requisitos de ventilación.

Además, no se encontró nada en la literatura que apoye científicamente la cobertura parcial del suelo en un espacio de arrastre.

Falso #2 – Construimos casas igual hoy que cuando se establecieron las directrices actuales de ventilación de espacios de arrastre.

Muchas cosas han cambiado en las casas que construimos hoy en día en comparación con lo que construimos en los años 1930-1950. A menudo construimos en sitios más húmedos (porque muchos de los sitios altos y secos han desaparecido.) También construimos casas más profundas en el suelo. (No puedo contar las veces que me he arrastrado hacia abajo en un espacio de arrastre.) Construimos voladizos más pequeños sin canalones y bajantes, y a veces no inclinamos el terreno lejos de los cimientos.

El cambio más significativo que hemos hecho en los últimos 50 años, en mi opinión, es el aire acondicionado. En muchas partes del país, hacemos una práctica estándar de crear temperaturas artificialmente más frías en nuestros hogares. Ahora creamos fácilmente temperaturas que están cerca o incluso por debajo de la temperatura del punto de rocío del aire circundante. La condensación se produce en superficies que nunca antes se habían condensado. El aire acondicionado ha alterado el equilibrio que solíamos experimentar, y el equilibrio que utilizábamos cuando se crearon los códigos de ventilación.

Falso #3 – Los requisitos de área de ventilación de 1/150 o 1/1500 significan algo.

Utilicé un dispositivo de prueba de flujo de aire de la Norma 51-1985 de ASHRAE para medir el flujo de aire a través de los respiraderos de los cimientos que van desde 24 pulgadas cuadradas de área libre neta (NFA) hasta 75 pulgadas cuadradas de NFA. El respiradero de NFA grande tenía un flujo mayor a una presión determinada, pero el flujo era aproximadamente 1,75 veces el del respiradero pequeño en lugar de 3 veces el flujo como cabría esperar por la diferencia de tamaño. Un venteo automático de 65 NFA tiene un flujo de aire mucho más cercano al del venteo de 24 que al del venteo de 75. (Esto ocurre debido a la pantalla adicional en el interior del respiradero, que no se utiliza en el cálculo de NFA para el respiradero, pero proporciona una restricción al flujo de aire). Por lo tanto, el flujo de aire real que se consigue al cumplir el requisito de 1/150 parece depender del NFA de cada respiradero, así como de la superficie total de ventilación agregada. Un área libre neta equivalente formada por ventilaciones NFA más pequeñas proporcionará más flujo de aire que menos ventilaciones NFA grandes.

A continuación, calculé los cambios de aire por hora en un espacio de arrastre de 3 pies de altura de una casa de 1500 pies cuadrados utilizando estas mismas ventilaciones. A 1/150, necesitaríamos 60 de los 24 respiraderos NFA. Los 60 respiraderos producirían una tasa de cambio de aire de aproximadamente 6,4 cambios de aire por hora (ACH). Por el contrario, la ventilación más grande de 75 NFA requeriría sólo 20 ventilaciones y proporcionaría sólo 3,4 ACH. El respiradero relativamente grande de 65 NFA con control termostático sólo proporcionaría 2,6 ACH si se respetara la proporción de 1/150.

Si añadimos una cubierta de suelo completa como permite el código, podríamos reducir el requisito de ventilación a 1/1500. El número de ventilaciones requeridas baja a seis para las pequeñas ventilaciones de 24 pulgadas cuadradas, y a cuatro para las otras ventilaciones. Esto reduce la tasa de cambio de aire a 0,64 ACH para los respiraderos de 24 NFA, 0,45 ACH para el respiradero automático y 0,70 para el respiradero grande de 75 NFA.

Esta investigación ha demostrado que la especificación de un NFA para la ventilación de espacios de arrastre no parece indicar la cantidad de ventilación que puede producirse o se producirá en un espacio de arrastre. El uso de ventilaciones NFA más pequeñas proporcionará más ventilación que cuando se utilizan ventilaciones NFA más grandes. Las ventilaciones controladas termostáticamente no proveen el flujo correspondiente a una ventilacion de tamaño similar operada manualmente.

Falacia #4 – La ventilacion reducirá los niveles de humedad del espacio de arrastre.

En realidad, la ventilacion sólo ayudará a reducir los niveles de humedad del espacio de arrastre cuando el aire exterior es más seco que el aire del espacio de arrastre, o cuando suficiente aire exterior caliente entra y calienta el espacio de arrastre. El aire exterior en el verano puede contener más humedad que el aire del semisótano, y puede empeorar la situación, no mejorarla. En invierno, la ventilación ayudará a secar un espacio de arrastre, a veces hasta un extremo perjudicial.

Desde un punto de vista psicrométrico, la ventilación de un espacio de arrastre para eliminar la humedad funciona cuando el aire exterior es más seco que el aire del espacio de arrastre. «Más seco» no significa una menor humedad relativa, sino una menor humedad absoluta. La humedad relativa es una proporción de la cantidad de humedad en el aire en relación con la cantidad que el aire puede mantener a esa temperatura. La humedad absoluta es la cantidad de humedad en una cantidad de aire. El aire a 85 grados y 60% de HR tiene la misma humedad absoluta que el aire a 70 grados y 100% de HR. Por lo tanto, ventilar un espacio de rastreo de 70F/100% RH con aire de 85F/60% RH no eliminará la humedad.

La temperatura del punto de rocío es la temperatura a la que se forma la condensación cuando el aire se enfría. A la temperatura del punto de rocío, el aire está saturado y cualquier enfriamiento adicional dará lugar a la condensación. En el ejemplo anterior, tanto el aire del sótano de 70F/100% RH como el aire exterior de 85F/60% tienen la misma temperatura de punto de rocío: 70F. Si ventilamos un espacio de arrastre con aire que tiene una temperatura de punto de rocío más alta que el aire del espacio de arrastre, en realidad estaremos añadiendo humedad al espacio de arrastre en lugar de eliminarla.

Aquí en Carolina del Sur, a menudo tenemos temperaturas de punto de rocío del aire exterior alrededor de 75F. Con aire acondicionado, suelos fríos y conductos fríos en nuestros espacios de arrastre, la temperatura del punto de rocío en nuestros espacios de arrastre es a menudo inferior a 75F. Cuando los ventilamos, tenemos problemas de condensación. Los suelos se pudren, se enmohecen o se hinchan por el exceso de humedad. Los conductos sudan y se saturan de agua. Las perdidas de energia en los conductos aumentan porque el aislamiento no es aislante cuando esta mojado.

Nuestras industrias hipotecarias, de control de plagas y de inspeccion de casas marcan los contenidos de humedad en la madera de los espacios de arrastre por encima del 20% como un problema potencial. En este contenido de humedad de la madera, el moho supuestamente puede crecer. Yo veo espacios de arrastre sin problemas con contenidos de humedad de la madera del 16%. Un contenido de humedad de la madera del 16% se relaciona con el aire a un 80% de humedad relativa. La temperatura del punto de rocío de un espacio de arrastre a 75F/80% RH es de aproximadamente 68F. ¿Por qué querría ventilar este espacio de arrastre con aire que tiene una temperatura de punto de rocío cercana a los 75F? El resultado será la condensación en todas las superficies frías en el espacio de arrastre.

Los pisos de madera sobre espacios de arrastre a menudo experimentan problemas de ahuecamiento en el verano. La madera se expande cuando se moja. El escenario típico que veo es que el aire acondicionado mantiene la humedad del espacio de vida más baja que la humedad del espacio de arrastre. Esto da lugar a niveles de humedad desiguales en las superficies superior e inferior de la madera. La superficie inferior, más húmeda, se expande y hace que las tablas se ahuequen.

Una solución común es añadir ventilación al espacio de arrastre, para reducir los niveles de humedad. ¿Adivine qué sucede en el invierno? Las tablas se ahuecan en sentido contrario. Ahora nuestro espacio de arrastre se ventila con aire relativamente seco de tal manera que las cosas en el espacio de arrastre realmente se secan. (A medida que se calienta el aire, su humedad relativa disminuye.) Cuanta más ventilación añadimos para curar el ahuecamiento en verano, peor es el ahuecamiento inverso en invierno. Estamos golpeando los niveles de humedad de la madera de un extremo al otro. Otros movimientos de la madera relacionados con la humedad, como la hinchazón y la contracción de las puertas, también ocurren en la casa.

Falso #5 – Ventilar un espacio de arrastre no es un problema de energía.

Desde un punto de vista energético, ¿por qué querríamos ventilar un espacio de arrastre? En el invierno, un espacio de arrastre sin acondicionar es más cálido que el exterior. Traer más aire frío del exterior sólo tiende a hacer que el espacio de arrastre sea más frío, y aumentar la pérdida de calor. De hecho, a menudo instalamos rejillas de ventilación automáticas que se cierran durante el invierno precisamente por esta razón. La situación contraria se produce en verano: el aire exterior caliente añadirá calor a un espacio de arrastre y aumentará la carga de refrigeración. Dado que a menudo instalamos conductos en los espacios de acceso, la ventilación aumenta la pérdida de energía de los conductos. La condensación en verano en el aislamiento de los conductos puede duplicar fácilmente las pérdidas de energía de los conductos.

Falso #6 – Aumentar la ventilación de un espacio de arrastre es un procedimiento viable para mitigar el gas del suelo.

Una solución potencial para abordar los niveles elevados de radón en las estructuras de espacios de arrastre es aumentar la tasa de ventilación del espacio de arrastre. La regla general es duplicar la tasa de ventilación para reducir los niveles de radón a la mitad. Mi primera pregunta es: ¿cuál es la tasa de ventilación actual? Una estrategia de mitigación común es añadir un ventilador para aumentar mecánicamente la tasa de ventilación. Si asumimos un espacio de rastreo ventilado al 1/150 utilizando respiraderos de 24 pulgadas cuadradas y un viento constante de 1 MPH, necesitaríamos un ventilador que pudiera proporcionar más de 6 cambios de aire por hora. Eso es 6*4500/60 = 450 CFM, sólo para reducir los niveles de radón en un 50%. Pero, ¿por qué aumentar la tasa de ventilación de un espacio de arrastre para resolver un problema de gas del suelo cuando el aumento de la ventilación puede causar muchos otros problemas y gastos potenciales?

Para resumir:

Falso #1 – existe una base de investigación para las directrices actuales de ventilación de espacios de arrastre, cuando en realidad no parece existir.

Falso #2 – Construimos las casas igual que cuando se establecieron las directrices actuales de ventilación de espacios de arrastre, cuando en realidad nuestras casas hoy en día son drásticamente diferentes.

Falso #3 – El área libre neta total proporcionará una ventilación adecuada, cuando en realidad las mediciones reales de flujo de pequeños respiraderos NFA frente a grandes respiraderos NFA instalados a la misma proporción NFA son drásticamente diferentes.

Falso #4 – La ventilación reducirá los niveles de humedad del espacio de arrastre. La ventilación sólo ayudará a reducir los niveles de humedad del semisótano cuando el aire exterior es más seco que el aire del semisótano, o cuando entra suficiente aire exterior caliente y calienta el semisótano. El aire exterior en el verano puede contener más humedad que el aire del semisótano, y puede empeorar la situación, no mejorarla. En invierno, la ventilación ayudará a secar un espacio de arrastre, a veces hasta un extremo perjudicial.

Falso # 5 – La ventilación de un espacio de arrastre no es un problema de energía, cuando en realidad puede aumentar la carga de calefacción y refrigeración.

Falso # 6 – El aumento de la ventilación de un espacio de arrastre es un procedimiento viable de mitigación de gas del suelo. La ventilación para reducir el gas del suelo (radón, humedad, etc.) tiene tantos problemas inherentes como se discute en este documento que, en mi opinión, no vale la pena el gasto o la responsabilidad.

Desventilar un espacio de arrastre

Dado que la humedad es un problema en los espacios de arrastre, abordar los problemas de humedad es la primera prioridad en el cierre de un espacio de arrastre. El agua exterior debe ser dirigida lejos de los cimientos con la nivelación adecuada del lote y el manejo adecuado de la escorrentía del techo. El suelo del espacio de arrastre debe estar completamente cubierto con un retardador de vapor. El movimiento de la humedad capilar debe restringirse mediante la utilización de rompedores capilares bajo los pilares y las paredes de los cimientos, o cubriendo las paredes de los cimientos y los pilares con un retardador de vapor. Las paredes de los cimientos pueden aislarse en lugar de los suelos de los espacios de arrastre para mejorar el rendimiento térmico. En algunos casos, será necesario añadir un deshumidificador al semisótano debido a la complejidad de los diseños de las viviendas y a la psicrometría que conlleva. Los detalles específicos para un espacio de arrastre sellado se pueden encontrar en nuestra página de especificaciones de espacios de arrastre sellados.

En un buen espacio de arrastre, con un buen control de la humedad en y alrededor de la fundación, los problemas de humedad no existirán. Los niveles de humedad interior serán más estables. Los suelos de madera y otras maderas interiores serán más estables y menos propensos a encogerse y deformarse. Los costes de energía serán menores y se eliminará la condensación en los conductos.

ASHRAE. 2001. 2001 ASHRAE Handbook Fundamentals, pp. 6.4 6.9, Atlanta: American Society of Heating, Refrigerating and Air Conditioning Engineers, Inc.

Boercker, F., 1984, «Technical Review of a Residential Conservation Service Measure: Insulation of Crawl Spaces», ORNL, Oak Ridge Tenn 37830

BRAB. 1962, «Ground Cover of Crawl Spaces», Report No. 15A to the Federal Housing Administration, Publication no. 998, Building Research Advisory Board, National Academy of Sciences-National Research Council, Washington, DC.

Britton, R.R. 1948. «Crawl Spaces», HHFA Technical Bulletin No. 2, enero de 1948. Washington, DC.

DeWitt, C. A., 1991, «Calibration of Foundation Vent Flow Rates» (Calibración de los caudales de ventilación de los cimientos), Informe para el Clemson University Housing Institute, Clemson, SC.

DeWitt, C. A., 1993, «Ventilation of Crawl Spaces in a Warm, Humid Climate» (Ventilación de espacios de arrastre en un clima cálido y húmedo), Disertación, Clemson University, Clemson, SC.

ICBO. (1998). International One and Two Family Dwelling Code. Falls Church, VA: The International Code Council, Inc.

Small Homes Council. 1980. «F4.4 Crawl Space Houses», Vol 4, no 2. University of Illinois. Champaign, IL.

Verrall, A.F. y Amburgey, T.L. 1975. Prevention and Control of Decay in Homes, USDA Forest Service, and Department of Housing and Urban Development, US Government Printing Office, 001 0