NOM-020-ENER-2011: eficiencia energética en la envolvente de vivienda

Su título oficial es Eficiencia energética en edificaciones, envolvente de edificios para uso habitacional. Se publicó en el Diario Oficial de la Federación el 9 de agosto de 2011 y entró en vigor 120 días naturales después. La elaboró el comité de normalización de la Comisión Nacional para el Uso Eficiente de la Energía (CONUEE), con participación de fabricantes, desarrolladores, institutos de vivienda y universidades.

Su objetivo declarado es limitar la ganancia de calor de los edificios de vivienda a través de la envolvente para racionalizar la energía de los equipos de enfriamiento. La propia norma explica por qué: el aire acondicionado residencial pesa mucho en la demanda pico del sistema eléctrico, sobre todo en el norte y en las costas. Por eso está orientada al calor que entra, no al que se pierde en invierno.

En 2016 se publicó una resolución que modificó los valores del coeficiente global de transferencia de calor (K) de la Tabla 1, agregó definiciones y acotó la verificación. Si vas a calcular, usa la Tabla 1 con esas modificaciones.

Según su campo de aplicación, la norma aplica a todos los edificios nuevos para uso habitacional y a las ampliaciones de edificios habitacionales existentes. Si el uso habitacional ocupa 90% o más del área construida, la norma aplica a todo el edificio. Eso incluye casas unifamiliares, conjuntos horizontales con muros compartidos y edificios de departamentos.

No cubre los edificios no residenciales: oficinas, comercios, escuelas u hospitales se rigen por la NOM-008-ENER-2001, que usa la misma lógica de edificio de referencia. Una remodelación de una casa existente que no amplía la superficie no aparece en el campo de aplicación, aunque aplicar sus criterios sigue siendo buena práctica.

El cálculo se llama presupuesto energético. Se calcula la ganancia de calor del edificio proyectado y la de un edificio de referencia, y se comparan. El proyecto cumple si su ganancia de calor es menor o igual a la de referencia.

El edificio de referencia conserva la orientación, las colindancias y las dimensiones en planta y alzado del proyecto, pero con una envolvente estándar: techo 100% opaco, fachadas con 90% de muro y 10% de ventana, y colindancias opacas. El valor K de techos y muros de referencia sale de la Tabla 1 según la ciudad; la ventana de referencia tiene un K de 5.319 W/m²K y un coeficiente de sombreado de 1, es decir, un vidrio claro sencillo sin protección.

La ganancia se suma por partes. Por conducción, en cada porción opaca y transparente, con su K, su área y la diferencia entre la temperatura equivalente exterior y la interior. Por radiación solar, en las partes transparentes, con su área, su coeficiente de sombreado, la ganancia solar de la orientación y un factor de corrección por sombreado exterior. El piso no se considera porque se supone sobre el suelo, salvo que haya niveles de estacionamiento por encima del terreno.

La norma clasifica las superficies por su inclinación. Es techo lo que va de 0° a 45° respecto a la vertical, pared lo que va de más de 45° a 135°, superficie inferior de más de 135° a 180°, y piso. Cada una puede ser opaca o no opaca: un domo o un tragaluz cuentan como techo no opaco.

El valor K de cada porción se calcula a partir de las capas de material, sus espesores y conductividades, y las resistencias superficiales. El apéndice informativo trae valores de conductividad de materiales comunes y un ejemplo de cómo ponderar elementos estructurales, como polines, dentro de un muro aislado.

Los apéndices incluyen tablas para el factor de sombreado exterior según el tipo de protección: ventana con volado (con o sin extensión lateral), ventana remetida y ventana con partesoles. Un buen volado al sur o partesoles al oriente y poniente bajan la ganancia solar de forma notable y se reflejan directamente en el cálculo. La norma también tiene un apartado sobre barreras de vapor.

Los edificios dentro del campo de aplicación deben mostrar una etiqueta que no debe retirarse. Informa la ganancia de calor máxima permitida (la del edificio de referencia), la ganancia del edificio construido y un porcentaje de ahorro de energía, calculado como uno menos el cociente entre la ganancia del proyecto y la de referencia. También lleva los datos de ubicación y el nombre y clave de la unidad de verificación que emitió el dictamen. La norma fija material, color amarillo con caracteres negros y tamaño según el número de niveles del edificio.

La vigilancia corresponde a la Secretaría de Energía a través de la CONUEE, y el incumplimiento se sanciona conforme a la ley aplicable. El dictamen de cumplimiento lo emite una unidad de verificación acreditada. Cómo se integra ese dictamen al trámite de licencia depende de cada municipio o estado, así que confírmalo con tu autoridad local. La CONUEE publica una herramienta de cálculo para la norma.

Como la norma compara contra una casa de techo opaco y 10% de vidrio claro, lo que más mueve el resultado es el techo, el área y orientación de las ventanas y su protección solar. Estas son las palancas habituales:

• Aislar el techo: es la superficie con más radiación en casi todo el país. Un aislamiento continuo sobre o bajo la losa reduce la conducción de forma directa.
• Proteger las ventanas oriente y poniente con volados, partesoles o celosías, y evitar grandes áreas de vidrio en el poniente.
• Usar vidrios con bajo coeficiente de sombreado o doble vidrio con control solar donde haya mucha ventana.
• Aislar los muros expuestos, sobre todo en cálido-seco, donde la temperatura equivalente de los muros soleados es alta.
• Usar acabados claros y reflejantes en techos, que ayudan en la práctica aunque la norma calcula con temperaturas equivalentes fijas por ciudad.

Los valores de la Tabla 1 y las temperaturas equivalentes cambian por ciudad, así que el mismo diseño puede cumplir en una ciudad y no en otra. En cálido-seco, como Hermosillo o Mexicali, el techo y los muros al poniente dominan la ganancia. En cálido-húmedo, como Mérida, Villahermosa o Veracruz, la radiación sobre ventanas y la humedad que entra con el aire exterior son el problema principal. En templado, como la Ciudad de México, Puebla o Guadalajara, cumplir suele ser más fácil, pero la norma no evalúa la pérdida de calor en las noches frías, que también afecta el confort.

La norma es un mínimo de ganancia de calor y deja fuera varios temas que deciden el confort y el consumo reales. No pide una hermeticidad mínima ni prueba blower door, no regula la ventilación ni los equipos de climatización, no evalúa puentes térmicos con detalle y, como se dijo, no trata la calefacción. Una casa puede cumplir en papel y tener infiltraciones que anulan parte del aislamiento.

Por eso los esquemas voluntarios piden más. La NMX-AA-164-SCFI-2013, por ejemplo, exige una ganancia de calor al menos 10% menor que la de referencia, y Passivhaus añade límites de demanda de energía y hermeticidad. Las pruebas blower door y la termografía sirven para comprobar la obra terminada. No hacemos trabajos en sitio: si tenemos un especialista de este ramo en tu zona te ponemos en contacto y, si no, te ayudamos a distancia con planos y cálculos de envolvente. Te ayudamos sin costo a dimensionar y elegir el equipo, siempre que podamos trabajar con planos o con tu ingeniero o arquitecto.

CasaPasiva importa materiales de envolvente que ayudan a cumplir con margen, con pedidos por WhatsApp. Para aislamiento: ROCKWOOL ComfortBatt R-15 y R-23, Owens Corning FOAMULAR NGX XPS R-3 y el revoque térmico DIASEN Diathonite Thermactive (corcho). Para ventanas: Cortizo COR 70 Industrial y Kömmerling 76 AD Xtrem. Para verificar la obra: cámaras térmicas como la FLIR (Profesional) o la HIKMICRO (Económica). Pide la ficha técnica de cada material para obtener la conductividad que necesitas en el cálculo.