Productos populares

Por Bruce Lang
El clima de Canadá es uno de los más diversos del planeta. Varía en función de la geografía, desde inviernos largos y fríos y días sin sol en el Extremo Norte hasta cuatro estaciones distintas a lo largo de la frontera con Estados Unidos, pasando por inviernos típicamente suaves en la parte baja de la Columbia Británica. Las temperaturas pueden superar los 40ºC en verano y caer por debajo de los -50ºC en invierno. Este clima diverso y extremo puede tener importantes ramificaciones en el diseño de los edificios comerciales, especialmente en lo que respecta a la eficiencia energética y al bienestar y la productividad de los ocupantes.

La envoltura del edificio -techo, paredes y ventanas- es la interfaz entre el edificio y su entorno, y la primera línea de defensa de una estructura contra los elementos. El diseño de la envolvente y la elección de los productos tienen un impacto significativo en la eficiencia energética y el bienestar de los ocupantes. Las paredes «sólidas» bien aisladas suelen ser la prioridad para un especificador cuando diseña para climas fríos, pero no ofrecen el atractivo estético y las ventajas de la iluminación natural del vidrio. ¿Qué pasaría si el vidrio pudiera ofrecer un aislamiento y una eficiencia energética similares a los de las paredes?

La información sobre el vidrio de alto rendimiento
El secreto mejor guardado para mejorar la eficiencia energética de los edificios comerciales es el vidrio de alto rendimiento para ventanas. De hecho, el uso del vidrio como porcentaje de la envolvente del edificio está aumentando a medida que los arquitectos buscan aprovechar su atractivo estético y los beneficios de la iluminación natural. Gran parte de este aumento ha sido posible gracias a los avances en la tecnología de revestimiento de baja emisividad (low-e) en las últimas dos décadas.

Sin embargo, en comparación con las paredes y los techos aislados, las ventanas típicas son un serio perdedor de energía. El aislamiento se mide en términos de resistencia al flujo de calor o valor R: cuanto mayor sea el valor R, mejor será el rendimiento del aislamiento. Las paredes con un rendimiento de aislamiento de R-30 (es decir, RSI-5,3) se consideran normales en la mayoría de los edificios canadienses de hoy en día, mientras que el rendimiento de aislamiento de las ventanas suele alcanzar un máximo de R-4 (es decir, RSI-0,7). ¿Por qué conformarse con ventanas R-4 en casas y edificios con paredes aisladas R-30? Este doble estándar de conservación de la energía existe porque es más fácil ser una pared que una ventana. Las paredes sólo tienen que aislar bien, mientras que las ventanas deben hacer mucho más.

Las ventanas (específicamente el vidrio de las ventanas) deben:

• ser transparentes e incoloras;
• transmitir la luz natural del día;
• reflejar la energía solar no deseada;
• disminuir la radiación ultravioleta (UV) que provoca la decoloración de los materiales y el mobiliario;
• reducir la transmisión del sonido; y
• aislar contra la pérdida de calor-especialmente durante los meses fríos de invierno.

Además, muchas ventanas deben abrirse para proporcionar ventilación y salida en caso de emergencia. Las ventanas representan hasta el 30% de la pérdida de calor de los edificios y viviendas convencionales, por lo que pueden tener un impacto dramático -e inmediato- en la eficiencia energética.

Una solución radical podría ser tapar muchas de las ventanas existentes. Esto podría ahorrar algo de energía, pero dificulta la transmisión de luz natural al edificio. Entre los beneficios cada vez más reconocidos de la entrada de luz natural se encuentran:

• la reducción del uso de la iluminación artificial;
• el aumento de la salud y el bienestar de los ocupantes del edificio;
• la mejora de la calefacción solar pasiva a través de los cristales orientados al sur en invierno; y
• la mejora del valor de reventa de la propiedad.

Es evidente que existe un incentivo para hacer que las ventanas funcionen mejor. No es posible limitarse a reducir su tamaño y número, especialmente en los fríos climas canadienses, donde la «fiebre de la cabina» puede ser una realidad.

Opciones de vidrio de alto rendimiento
Dado que el vidrio es el corazón de una ventana, los especificadores deben conocer las opciones de alto rendimiento. Los vidrios sencillos pueden proteger de las inclemencias del tiempo, pero apenas aíslan de la pérdida de calor o reflejan el calor del sol: su rendimiento es de aproximadamente R-1 (es decir, RSI-0,18). El espacio de aire en el interior del vidrio aislante de doble hoja (es decir, dos paneles de vidrio con una capa de baja emisividad separados por un espacio de aire sellado), en particular cuando se llena con un gas inerte como el argón, mejora el aislamiento, y la capa refleja el calor del sol: el rendimiento máximo es de aproximadamente R-4.

Desgraciadamente, dado que la tecnología de las capas ha alcanzado límites prácticos con una emisividad tan baja como 0,003, ya no se puede confiar en mejores capas de baja emisividad para mejorar el rendimiento del vidrio, como se ha hecho en las últimas dos décadas. Para superar la barrera del rendimiento del vidrio, ahora hay que pasar de los revestimientos a las «cavidades», que son espacios de aire que obstaculizan el calor en el interior de una unidad de vidrio aislante (IG). A diferencia del vidrio de doble hoja (que se limita a una sola cavidad), el vidrio multicavidades utiliza múltiples espacios de aire aislante para alcanzar un nuevo nivel de eficiencia energética.

Vidrio aislante de triple hoja
El vidrio aislante de triple hoja consta de tres hojas de vidrio y dos capas de baja emisividad separadas por dos espacios de aire. Mejora las prestaciones de aislamiento hasta R-10 (es decir, RSI-1,8), con relleno de gas criptón. La mala noticia es que el vidrio triple es un 50% más pesado que el vidrio doble, por lo que requiere un marco de ventana más resistente y añade una importante carga estructural al edificio. También es más difícil de manipular e instalar.

Vidrio aislante de película suspendida
El vidrio aislante de película suspendida consiste en una película de recubrimiento suspendida entre dos vidrios. Mejora las prestaciones de aislamiento hasta R-20 (es decir, RSI-3,5) -con gas criptón y tres láminas suspendidas- con el mismo peso que un vidrio de doble hoja. Se pueden suspender hasta tres láminas recubiertas en el interior de la unidad para crear hasta cuatro cavidades aislantes. La adición de un gas de impedimento térmico a las cavidades internas puede lograr un rendimiento aislante en el centro del vidrio de hasta R-10 (con argón) y R-20 (con criptón), como se ilustra en la figura 1.

El vidrio de alto aislamiento supera
El vidrio aislante de película suspendida utiliza múltiples películas para lograr un rendimiento aislante de al menos R-8 (es decir, RSI-1,4) y una ganancia de calor solar moderada. Las ventanas equipadas con vidrio aislante de lámina suspendida pueden ser más eficientes energéticamente que las paredes aisladas si se tiene en cuenta la ganancia solar pasiva de la luz del día, además de las propiedades de aislamiento del vidrio. A diferencia de las paredes, el vidrio aislante de película suspendida puede lograr una ganancia neta de energía al admitir más calor del sol que el que se pierde por conducción. Es en este punto donde un sistema de vidrio es capaz de superar al muro circundante.

Por ejemplo, como se ha dicho anteriormente, el vidrio aislante de película suspendida puede alcanzar un rendimiento de hasta R-20. En este punto, el vidrio está deteniendo el 95% de la pérdida de calor potencial (factor U 0,05). Esto significa que hay menos de un dos por ciento de diferencia en la pérdida de calor entre un vidrio R-20 y una pared circundante R-30. Si se tiene en cuenta que también hay ganancia solar en un ciclo de 24 horas y 365 días, la ganancia pasiva del sistema de acristalamiento puede acabar compensando su pérdida de calor. Esto significa que, a pesar de tener un valor R más bajo, una unidad de vidrio R-20 puede superar a una pared R-30.

Beneficios adicionales del vidrio aislante de lámina suspendida
El vidrio aislante de lámina suspendida con varias cavidades aprovecha las ventajas de la tecnología basada en la lámina y el vidrio para crear una unidad IG ligera. El vidrio con capa de baja emisividad se utiliza para minimizar la ganancia de calor solar, mientras que la película de capa suspendida se utiliza para maximizar el rendimiento de aislamiento, bloquear la radiación UV, reducir el ruido y aumentar el confort de los ocupantes de forma más eficaz que el vidrio de capa solo.

Sin embargo, se pueden obtener beneficios adicionales cuando el mayor rendimiento del vidrio aislante de capa suspendida se considera como parte de un enfoque holístico para optimizar el rendimiento y el coste global del edificio. Por ejemplo, un edificio diseñado con un vidrio de bajo rendimiento requerirá probablemente sistemas adicionales, como la calefacción perimetral y un mayor sistema de climatización. Sin embargo, un diseño de la envolvente del edificio «ajustado» puede eliminar la calefacción perimetral y reducir el tamaño del sistema de calefacción, ventilación y aire acondicionado. Esto no sólo reduce el precio inicial del edificio, sino que también disminuye los costes anuales de funcionamiento.

Vidrio que aísla como una pared
En una época de paredes R-30, el vidrio ha sido el «eslabón débil» de la eficiencia energética en la envolvente del edificio. Sin embargo, esto ya no es así. Es importante que los especificadores sepan que ya no es necesario aceptar la limitación de rendimiento del vidrio de doble hoja o la limitación de peso del vidrio de triple hoja.

Las soluciones superiores de múltiples cavidades que incorporan una película de revestimiento suspendida han cambiado las reglas y pueden lograr un rendimiento de vidrio de hasta R-20 sin peso estructural adicional. Los especificadores tienen una gran oportunidad de utilizar estas soluciones multicavidades no sólo para aumentar drásticamente el ahorro de energía, sino también para reducir los costes generales aprovechando el mayor rendimiento de este vidrio para eliminar o reducir otros sistemas del edificio. En otras palabras, los profesionales del diseño ya no tienen que pensar en las paredes para el aislamiento, sino en las ventanas.

Bruce Lang es el vicepresidente de marketing y desarrollo comercial de Southwall Technologies, un proveedor de películas y productos de vidrio de alto rendimiento. También es el presidente de Southwall Insulating Glass, una empresa que fabrica vidrio aislante de película suspendida de alta eficiencia energética. Lang es licenciado en ingeniería eléctrica por la Universidad de Stanford y tiene un máster en administración de empresas por la Universidad de Santa Clara (California). Se le puede contactar por correo electrónico en [email protected].