11 Cerramientos Transparentes y Ahorro Energético en El Uruguay

Cerramientos Transparentes y
Ahorro Energético en el Uruguay

Propiedades - Tipos de materiales
Guillermo Probst - Arq. Alicia Picción
DE. C. C. A - Departamento de Clima y Confort en Arquitectura -

Facultad de Arquitectura - Universidad de la República - 2003
Departamento de Clima y Confort en Arquitectura
DC01
Universidad de la República
Ing. Rafael Guarga
Rector
Facultad de Arquitectura
Arq. Salvador Schelotto
Decano
Consejo Facultad de Arquitectura

Orden Docente
Arquitectos:
Ricardo Vidart
Gustavo Scheps
Enrique Neiro
Eduardo Folco
César Fernández
Orden Egresados
Arquitectos:
J. Luis Oliver
Elena Svirsky
Perla Estable
Orden Estudiantil
Bachilleres:
Danielo de León
Andrea Blanco
Ignacio Errandonea
ucpc / Unidad de Comunicación y Producción Cultural

 Publicaciones Farq.
Mayo, 2003
Índice General
I - Fundamentos
1. Transparencia y Arquitectura 4
1.1 La envolvente del Edificio 7
2. Definición de Cerramientos Transparentes. 10
3. Fundamentos Teóricos para su estudio. Comportamiento Energético 10

3.1 Transferencia de Calor. 10
3.2 Pérdidas y ganancias por diferencias de Temperatura 11
3.2.1 Transmitancia U 11
3.3 Comportamiento ante la Radiación 14
3.3.1 Espectro Solar 14
3.3.2 Características Físicas: 15
i) Absorción 16
ii) Reflexión 16
iii) Transmisión 16
iv) Emisividad 17
v) Angulo de Incidencia 17
vi) Color de la Superficie 18
3.3.3 Efecto Invernadero 18
3.3.4 Coeficientes Complejos: 20
i) Factor Solar - SHGC 20
ii) Coeficiente de Sombra – SC 20
iii) Transmisión Espectro Visible 21
iv) Transmisión de Rayos UV 21
3.4 Influencia de la Temperatura Radiante. 21
3.5 Protecciones Solares 23
3.5.1 Protecciones Exteriores vs. Interiores 25
3.5.2 Parasoles Exteriores Fijos 25
3.5.3 Protecciones Integradas 27
3.5.4 Cerramientos con Fachada Ventilada 28
II - Tipos de Materiales Transparentes
1. Vidrios. Propuesta de Clasificación 29

1.1 Vidrios Base - Vidrio Monolítico, Templado. 29
1.2 Estrategias para Mejorar el Comportamiento Energético 30
1.2.1 Alteración de Composición Física y/o Química 30
i) Vidrios Absorbentes 30
ii) Vidrios Laminados 32
1.2.2 Vidrios con Tratamientos Superficiales 33
i) Reflectivos 33
ii) Baja Emisividad 35
1.2.3 Vidrios Múltiples 36
i) Cámaras y Separadores 37
ii) Uso de Distintos Tipos de Vidrio 40
iii) Recubrimiento de Baja Emisividad. 40
1.3 Ultimas Estrategias Tecnológicas: Transparencia Variable 41

1.3.1 Tecnologías Termocrómicas y Termotrópicas. 41
1.3.2 Cristales Líquidos 42
1.3.3 Tecnología Electrocrómica. 43
1.3.4 Tecnología Gasocrómica. 44
1.4 Tablas de Desempeño 45

2. Plásticos
2.1 Láminas compactas: Acrílico, Poliester, Policarbonato 49

2.2 Placa Alveolar de Policarbonato. 49
2.3 Placa Alveolar de Policarbonato 50
de Desempeño Mejorado.
3. Marcos de Aberturas
3.1 Implicancias de Uso de distintos materiales 52
3.1.1Aluminio 52
3.1.2 Aluminio Aislado 52
3.1.3 Madera 52
3.1.4 PVC 53
3.1.5 PVC Aislado 53
3.1.6 Fibra de Vidrio 53
3.1.7 Compensados de Madera 53
3.1.8 Comparación de Desempeño 53
3.1.9 Estudios Específicos. 54
3.2 Implicancias térmicas de los tipos de aberturas 57
Reflexiones Finales 58
Bibliografía. 59
Cerramientos Transparentes – Propiedades y Tipos de Materiales
Parte I atribuyen su invento a los fenicios y a la

civilización micénica.
1.Transparencia y Arquitectura
A lo largo de la historia el desarrollo de la

producción del vidrio ha tenido una gran
influencia en el diseño arquitectónico. El
vidrio ha estado directamente vinculado a
los discursos ideológicos de la arquitectura.
Por ejemplo durante el período gótico se
Fig. 2. Casa Fansworth – Mies van der Rohe (1946-1951).
utilizaban las vidrieras como forma de difu- Referencia del uso del vidrio en arquitectura, y a la vez evidencia
de sus consecuencias en el confort
sión de las enseñanzas religiosas cristia-
nas. En otro momento de la historia, en el En la antigüedad la utilización del vidrio en
siglo XX, el vidrio era la base material de arquitectura presentaba dos problemas
la transparencia espacial de paradigmas básicos: la obtención del vidrio transparen-
arquitectónicos como la casa Fansworth de te y la obtención del vidrio plano. Esto in-
Mies (fig 2). fluyó para que durante siglos los edificios
tuvieran una proporción de cerramientos
Respecto a su opacos mucho mayor a la transparente,
origen mate- incluso la transparente no era con vidrio
rial algunos sino directamente abierta o con otros ma-
historiadores teriales como la arquitectura japonesa tra-
lo establecen dicional. El vidrio era considerado un lujo
alrededor del excesivo por su costo, se cuenta que "En el
3000 A.C Siglo XVI, cuando el Duque de Northum-
cuando los berland dejaba su castillo, por temor al
fundidores de Fig. 1 - Hardwick Hall . Arq Smythson
1597. Grandes proporciones vidriadas viento hacía cerrar las contraventanas para
para la época en una construcción para la
metal egipcios nobleza inglesa
poder quitar las vidrieras y dejarlas en sitio
descubren el seguro".
proceso de obtención del vidrio en sus
hornos, a partir de ácido de silicio (cuarzo), Un cambio radical se produjo en 1844
calcio y sodio, utilizándolo para fabricar cuando Robert Lucas Chance construyó el
objetos y adornos. Otros historiadores le primer horno continuo para producir vidrio
4
por estirado - en 1830 se había inventado como la de Paris (Fig. 3) o el Palacio de

uno intermitente - . Este horno inventado Cristal de Paxton construido en Londres
por Chance permitió disponer por primera en 1878, o invernaderos como la Palm
vez de pasta continua para producir vidrio. House (fig 4).
A comienzos del siglo XX el vidrio ya era el

protagonista simbólico de manifiestos co-
mo "La Arquitectura de Cristal" de Scheer-
bart materializado de cierta forma en el
Pabellón de Cristal de Bruno Taut en 1914.
Posteriormente, a partir de ideas y pro-
yectos desarrollados por los pioneros mo-
dernos, la transparencia y el vidrio
cobraron una nueva carga simbólica aso-
ciada a los ideales del Movimiento Moder-
no.
La historia del edificio tipo rascacielos, por

su vinculación directa con el vidrio, testi-
Fig 3. Pabellón de Exposición Internacional en Paris. Uso de monia el desarrollo de la industria de este
nuevos materiales – hierro y vidrio -
material durante el Siglo XX ya desde las
primeras producciones teóricas de Mies
A partir de este momento el vidrio comen-
van der Rohe (fig 5) y los rascacielos para
zó a cobrar una mayor proporción dentro
las ciudades utópicas de Le Corbusier. Es
de la envolvente del edificio, y es allí don-
en las obras realizadas donde se evidencia
de se comienzan a vislumbrar las virtudes
y problemas que generan el uso extensivo
de los vidrios en la arquitectura.
Podemos dar una idea del desarrollo que

cobró a partir de ese momento la industria
del vidrio apreciando imágenes de grandes
pabellones de exposiciones internacionales
Fig 4. Uso del vidrio para invernaderos.
Palm House – Jardines Botánicos – Inglaterra. Burton – Turner
1844-1848.
5
la evolución de la tecnología del vidrio

desde por ejemplo en las investigaciones
de Le Corbusier acerca del llamado "mur
neutralisant" - colchón térmico para redu-
cir el consumo energético del vidrio común
-, en los grandes rascacielos de vidrios
coloreados (absorbentes) en la obra de
Mies en EE UU (fig. 6), hasta el día de hoy
en los rascacielos con doble fachada, vi-
drios selectivos y con la introducción de
materiales plásticos.
En resumen, la fascinación que ha produ-

cido en el hombre el vidrio por sus cuali-
dades espaciales y simbólicas ha generado
Fig 6. Proyecto para rascacielos de cristal. Mies van der Rohe
que este material haya estado vinculado 1920-21.
desde sus comienzos a propuestas arqui-

tectónicas trascendentes. Pero es desde la
revolución industrial, cuando comienza su
uso masivo, que su aplicación ha tenido
que ir acompañada de desarrollos tecnoló-
gicos que hagan viable su utilización desde
el punto de vista energético y del confort.
Son los casos en que esto se ha obviado
los que debemos evitar.
Fig.5. Edificio Seagram. Referencia de los rascacielos de

fachadas vidriadas. N. York – Mies van der Rohe 1956-58)
6
uso de energías “artificiales” (electricidad,

petróleo) para contrarrestarlos.
Con respecto a la Energía es necesario

señalar que al considerar el ciclo de vida
de un edificio la mayor parte del consumo
energético es realizado durante su período
de uso, mayor aún a la energía consumida
Fig 7. Central Park. N York. Silueta de Edificios en altura durante su construcción. Reconocido el
de fachada vidriada.
hecho de que la energía es un recurso a
conservar, inter-
1.1 La envolvente del edificio nacionalmente las
investigaciones
El comportamiento térmico de la envolven- han desarrollado
te de un edificio no es uniforme. La envol- metodologías de
vente está conformada por cerramientos estudio, simulación
opacos y transparentes cuyo comporta- y procedimientos
miento frente a la radiación solar es muy de acción para
diferente. Por lo tanto su estudio se aborda disminuir este
de forma separada. consumo energéti- Fig. 8. construcción de un
rascacielos en Madrid.
co.
Los cerramientos transparentes conforman
actualmente una gran proporción de las Los problemas particulares ocasionados
envolventes de los edificios debido al propor los cerramientos transparentes se de-
tagonismo que han adquirido durante el ben a dos características específicas. Por
siglo XX por razones estéticas, simbólicas y un lado su capacidad de transmitir la ra-
espaciales. Pero es necesario tener en diación de onda corta pero a la vez recha-
cuenta que los cerramientos transparentes zar las radiaciones de onda larga, es decir
tienen una implicancia directa sobre el que permiten la entrada de radiación solar
confort del usuario y los requerimientos pero no la salida de radiación de objetos a
energéticos en un edificio. Los problemas temperatura ambiente provocando el
de confort térmico, lumínico y acústico llamado “efecto invernadero”.
ocasionados por un diseño no consciente
de estos cerramientos implicará un elevado Esta primera característica ha sido utilizada
para aprovechar la radiación solar como
7
En invierno la baja temperatura superficial

se manifiesta a través de las condensacio-
nes que se generan en la superficie de los
cerramientos transparentes. Esto puede
provocar daños a la salud por la prolifera-
ción de hongos en el ambiente y deterioro
de los materiales de la construcción.
Como hemos mencionado estos potencia-

les problemas de confort ocasionados por
Fig. 9. Construcción de la Torre de Antel en Montevideo. Uso
extensivo de grandes fachadas vidriadas. Arq. Carlos Ott, los cerramientos transparentes generarán
un elevado consumo de energía para in-
forma económica de calentar espacios
tentar subsanar la falta de confort produci-
(desde invernaderos a viviendas) durante
do por las pérdidas y ganancias térmicas.
el período frío. En cambio, durante el pe-
ríodo caluroso esta característica puede
En la mayoría de los llamados países des-
redundar en un problema de confort debi-
arrollados el uso del aire acondicionado
do a un exceso de calor al interior del edi-
para combatir problemas de confort en los
ficio por la incapacidad de estos
edificios vidriados es muy común, lo que
cerramientos de detener por sí solos la
genera un elevado consumo energético.
penetración de la radiación solar no de-
seada.
Este consumo energético según investiga-
ciones realizadas a nivel global es por
La segunda característica a destacar de
ejemplo en los Estados Unidos el 30 % de
los cerramientos transparentes es su redu-
la energía usada en los edificios, o sea un
cido espesor que permite grandes pérdi-
5% de la energía utilizada en aquel país1 .
das y ganancias térmicas entre el interior y
Este consumo de energía puede ser con-
el exterior de un edificio. Esto trae apare-
siderado innecesario ya que con un co-
jado también la pérdida de confort en zo-
rrecto diseño y aprovechamiento de los
nas cercanas a los cerramientos
cerramientos transparentes se reduciría
transparentes por la diferencia entre la
significativamente.
temperatura superficial de éstos con res-
Mientras tanto, en Uruguay el Aire Acon-
pecto a los otros cerramientos del espacio,
dicionado está teniendo en los últimos
provocando transferencias localizadas de
años un gran crecimiento, por lo tanto
calor por radiación: “asimetrías térmicas”.
podemos decir que este es un momento
adecuado para concientizar a los diseñado-
8
res de nuestro medio sobre las implican-

cias de un uso indiscriminado o inadecuado
de los cerramientos transparentes. A su
vez es necesario señalar que los sistemas
de Aire Acondicionado no siempre son ca-
paces de solucionar problemas de confort
ocasionados por un diseño inadecuado.
Es necesario tener en cuenta que en las

zonas frías en búsqueda del confort se
intenta ganar calor por radiación solar. Por
ejemplo, en Suecia los ahorros energéticos
por un correcto diseño, selección y orien-
tación de los cerramientos transparentes
son de alrededor de 100 a 150 kwh/m2 al
año2. En las zonas tropicales se busca evi-
tar ganancias de luz y calor por radiación.
Mientras tanto, en las zonas templadas,
como el Uruguay se nos presentan ambos
problemas a lo largo del año. Fig. 10 - Auge de los cerramientos transparentes de alta
tecnología en Uruguay.
Torre de Antel – Arq. Carlos Ott
1. Fuente. www.efficientwindows.org
2. Fuente: WinSel – A general window selection – and energy rating tool. Joakim Karlsson. Uppsala University.
9
2. Definición de Cerramientos Trans- rencia de calor por conducción, dada su

parentes.
alta conductividad y bajo espesor; su ca-
pacidad de aislación es similar a una lámi-
Los cerramientos transparentes están
na de metal. Es por eso que
compuestos por:
tradicionalmente se asimiló lo vidriado a un
Un material transparente, una estruc-
agujero térmico en la pared.
tura de montantes y marcos, una pro-
tección externa / interna o integral.
Convección: A través del movimiento de
gases (como el aire) o líquidos. La convec-
ción afecta la transferencia en varias par-
tes de un cerramiento transparente: en la
superficie vidriada interior y exterior, de-
ntro de las cavidades del marco y también
dentro de las cámaras en los vidriados
múltiples. El proceso es el siguiente: Una
Fig. 11 - Integración interior- exterior a partir del uso de cerra- superficie fría enfría el aire adyacente a
mientos transparentes.
Ventoriilo de la Buena Vista - Arq. Julio Vilamajo. ella, este aire frío cae, comenzando una
corriente convectiva. Es un fenómeno muy
Son utilizados en la Arquitectura para per- común también en cerramientos con ele-
mitir la entrada de la radiación solar (luz y vadas infiltraciones de aire.
calor), posibilitar la comunicación visual,
obtener ventilación de los ambientes inte- Radiación: Transferencia de energía a tra-
riores, lograr fines estéticos y el confort vés de ondas (incluso en el vacío). Los
psicológico. cerramientos transparentes absorben y
reflejan la radiación incidente, pero a su
3. Fundamentos Teóricos para su es- vez poseen la característica particular de
tudio. Comportamiento Energético poder transmitir la radiación de onda corta
como la radiación solar. El cerramiento
3.1 Transferencia de Calor. posteriormente irradiará parte de la radia-
ción absorbida hacia el exterior y/o interior
Existen tres formas de transferencia de una vez que se haya calentado. La canti-
calor de un medio a otro. dad de energía que irradiará dependerá de
Conducción: A través de un cuerpo sólido su emisividad, característica propia a cada
(en nuestro caso el vidrio o el marco). Una material.
ventana de vidrio común simple tiene una
Resistencia Térmica muy baja a la transfe-
10
Los cerramientos transparentes afec- de aire y ventilación son temas extrema-

tan el comportamiento energético del damente complejos.
edificio por 4 mecanismos.
- Pérdidas o ganancias de calor por 3.2 Pérdidas o ganancias de calor por
diferencia de temperatura diferencia de temperatura
- Ganancias por radiación (calor)
- Transmisión o Reflexión de la Luz Es una combinación de los tres modos de
Solar transferencia de calor: (convección, con-
- Infiltraciones de aire ducción, radiación). El calor transferido por
estos procesos debido a la diferencias de
temperatura entre dos medios (exterior e
interior) está cuantificado en el concepto
de Transmitancia U (W/m2ºK)
3.2.1 Transmitancia U
Este concepto representa el flujo de calor

(Watts) por hora por unidad de superficie
Fig. 12 - Esquema de pérdidas térmicas de un vidrio simple. del cerramiento para una diferencia de 1º
Kelvin entre el exterior y el interior. Cuanto
más pequeño el valor U, menor el flujo de
calor. El valor de Resistencia es el inverso
al de transmitancia U (R= 1/U).
Fig. 13 - Esquema de pérdidas térmicas de un vidrio doble. En

la cámara las pérdidas por radiación, convección y conducción
se pueden controlar por su espesor y el gas que contienen.
Cada una de éstas depende de las caracte-

rísticas del cerramiento, de su orientación
y de las condiciones de operación. En este
Fig. 14. Esquema: Resistencia Total de un Cerramiento
trabajo trataremos las tres primeras, pero
es necesario mencionar que la infiltración
11
Este valor U es la forma estandarizada de a las ondas cortas (permiten la entrada de

cuantificar el valor de aislación de un ce- la radiación solar) pero resistentes al pa-
rramiento ya que incluye el calor transferi- saje del calor por conducción, para evitar
do por transmisión, radiación y convección las pérdidas de calor durante el período
dentro de un número de condiciones am- frío – vidrios múltiples y/o tratamiento de
biente dadas. Por ejemplo en el caso de baja emisividad - .
Estados Unidos la NFRC (National Fenes-
tration Rating Council) ha estandarizado Como hemos mencionado parte de la resis-
las condiciones ambiente según las normas tencia térmica total (R = 1/U) de un ce-
americanas ASHRAE para invierno: veloci- rramiento transparente se debe a la
dad del aire 25 km/h, 20º C al interior, y - convección y radiación de calor entre la
18ºC al exterior. superficie expuesta y el ambiente. La Re-
sistencia Exterior del cerramiento depende
Como se puede apreciar las condiciones del viento y su posición mientras que la
estipuladas no son aplicables a nuestro Resistencia Interior depende de la tempe-
clima en Uruguay, por lo tanto al utilizar ratura del aire y de la emisividad de la cara
productos certificados por normas ameri- interna. Estos fenómenos se incluyen, a la
canas debemos considerar que las condi- hora de analizar la Resistencia Total y la
ciones en las que se han determinado los Transmitancia, en forma de Coeficientes
valores no son apropiadas para nuestro Superficiales Exterior e Interior (ver
medio. Fig. 14).
El vidrio y los cerramientos transparentes, El coeficiente de Transmisión de calor

en general, tienen muy poca resistencia al (transmitancia) U de un cerramiento
pasaje del calor por conducción . La in- transparente incluye la transmisión de ca-
eficacia de estos cerramientos se explica lor a través del vidrio (en una dimensión
por su escaso espesor y su alta conductivi- en su centro y en sus bordes en dos di-
dad. Al ser su espesor pequeño y el mate- mensiones) y por el marco en dos dimen-
rial un buen conductor, al diseñar un siones.
cerramiento transparente se debe consi-
derar que cuando el Sol se oculta y hace U = U Centro Vidrio x Área + U Borde x Área + U Marco x Área
frío al exterior el calor se pierde con facili- Área vano
dad a través de éste.
Este inconveniente motivó la investigación

dirigida a crear cerramientos transparentes
12
- U del centro del vidrio – plástico o madera la resistencia está dada

por el espesor (Pág. 52).
Este es el coeficiente U tradicionalmente
asociado al de un cerramiento transparen- Es necesario tener en cuenta que al de-
te, pero debemos tener en cuenta que el terminar áreas en cerramientos como un
U de todo el cerramiento debe considerar bow window, o un vidrio inclinado estos
las otros dos términos de la ecuación men- tienen un área real mayor a la proyectada
cionada. sobre el plano horizontal o vertical.
El U del centro del vidrio depende de su

conductividad (conducción), de la convec-
ción (dada por norma a través de coefi-
cientes superficiales), de la radiación (nº
vidrios, área y componentes de la cámara
interior, orientación del cerramiento, emi-
sividad de las superficies).
Fig. 15 Numeración de capas en un vidrio doble
- U del borde de vidrio –

En la norma americana está tabulado para
El valor de U ha disminuido notoriamente
distintos coeficientes U del centro del vidrio
con los avances en la tecnología del vidrio.
y distintos separadores de las cámaras
Un vidrio común tiene aproximadamente
interiores. Los separadores tienen gran
U=5.9 W/m2ºK, mientras que un vidriado
importancia en los vidrios múltiples ya que
doble tiene la mitad U ≅ 2,9 W/m2K . La
alteran el comportamiento del cerramiento.
tecnología ha seguido avanzando, ya que
Existen separadores metálicos y aislados.
dentro de la cámara de un vidrio múltiple
En vidrios triples el 85% de la mejora se
las pérdidas por radiación son el 64 % del
debe a separadores aislados. Este tema se
total; Por lo tanto se buscó mejorar el
tratará más adelante (Pág.37 y 54).
comportamiento a través de la disminución
de la emisividad de las superficies de la
- U del marco –
cámara (de un coeficiente de emisividad
Su determinación es muy complicada por
de 0.84 a un 0.05 ) llegando a valores
la diversidad existente . En aluminio co-
totales de Transmitancia U de alrededor
mún su efectividad está dada por el coefi-
de 2 W/m2ºK. El siguiente paso fue usar
ciente superficial interior, en aluminio
un gas más viscoso en las cámaras en
aislado depende de la profundidad del ais-
lugar del aire para controlar la convección.
lante en la dirección del flujo del calor. En
13
del aire para controlar la convección. Estos La materia emite radiación de acuerdo a
temas se tratarán más adelante (Pág. 37) la ley de desplazamiento de Wien que
En caso de ser vidrios triples la transmitan- afirma que la longitud de onda máxima
cia es más baja, debido a su mayor espe- emitida por un cuerpo es inversamente
sor. proporcional a su temperatura en grados
Kelvin
En la Fig. 16 se ve la influencia de los ga-
ses dentro de la cámara y la emisividad en λ Max (m) = 2,898 x 10 -3 (m ºK )
la Transmitancia de un vidriado doble. Temp. absoluta (º K)
Desde 2,9 W/m2ºK en un vidrio doble con
cámara de aire a < 1W/m2ºK en un vidrio Se puede entonces distinguir entre radia-
con Krypton en la cámara y emisividad de ciones de onda corta (emitidas por cuerpos
0,05 en la superficie 3. a altas temperaturas, como el Sol) y de
radiaciones onda larga (emitidas por cuer-
pos a temperaturas ambiente). Esto se
visualiza en la Fig. 17.
3.3.1 Espectro Solar
El Sol emite energía en un espectro conti-

nuo pero si vemos una representación de
su espectro (Fig. 17) veremos que presen-
ta “hendiduras”. Estas son producidas por
Fig. 16. Gráfica Transmitancia U (de acuerdo a norma EN
673) vs. Emisividad para diferentes gases en la cámara. Los gases componentes de la atmósfera que
vidrios de baja emisividad son los que tienen ε < 20 % y
vidrios sin recubrimiento ε ≅ 84 %. Fuente: Windows Optical absorben radiaciones determinadas (vapor
Performance and Energy Efficiency - Joakim Karlsson 2001
de agua, dióxido de carbono y ozono).
3.3 Comportamiento ante la Radia- La radiación solar total es recibida de for-

ción. ma directa y difusa. La radiación directa es
recibida sin ser difundida por la atmósfera
Todos los cuerpos emiten energía radiante mientras que la difusa sí.
cuya cantidad y calidad dependen princi-
palmente de su temperatura. La radiación A la vez el espectro solar puede ser dividi-
se compone de ondas electromagnéticas do en dos fracciones:
cargadas de energía, cada una de distinta 0,4 – 0,7 µm - luz y calor
longitud. < de 0,7 µm - calor
14
Fig 17. - Radiación solar en una masa de aire A.M 1.5 (ISO 9845-global2), sensividad espectral del ojo humano CIE 1931 y espectro de cuerpo
negro para diferentes temperaturas ambiente. Se debe tener en cuenta las diferentes escalas en los ejes verticales y la escala logarítmica en el
eje horizontal. Fuente: Windows Optical Performance and Energy Efficiency - Joakim Karlsson 2001
Como podemos apreciar en el gráfico la absorción, reflexión y transmisión. Estos

mayor parte del espectro solar está conte- fenómenos nos permiten determinar el
nido en un rango de 0,3 – 0,5 µm. Pode- destino del total de la energía incidente.
mos señalar que la sensibilidad del ojo La transmisión de la radiación es, como
humano está confinada entre los 0.38 y hemos dicho, un fenómeno de los cerra-
0.76 µm. mientos transparentes.
Existen entonces espectros confina-

dos en distintas regiones, según ilus-
tra la gráfica anterior que pueden ser
utilizados, de modo beneficioso, por
los vidrios con distintos objetivos
térmicos y lumínicos.
3.3.2 Características Físicas
Fig. 18 - Distribución de la energía incidente en un vidrio. Las

Cuando una radiación incide en un cuerpo proporciones entre reflejada, absorbida y transmitida varían según
cada caso, en este esquema se grafican las proporciones para un
pueden suceder tres fenómenos físicos: vidriado absorbente.
15
Cuando un rayo de energía llega a un te Pág. 10 (dependen de viento,

vidrio, una parte se refleja, otra se temperaturas, etc.) Adoptando condiciones
absorbe y el resto se transmite al in- estándar se comprueba que de lo absorbi-
terior. Estas proporciones varían en do aproximadamente 1/3 pasa al interior y
función del tipo de vidrio, del ángulo 2/3 retorna al exterior.
de incidencia y de la longitud de onda
La absorción de un cuerpo es selectiva, es
α+ρ +τ=1 decir que varía para distintas longitudes de
α = ε para la misma longitud de onda onda de la energía incidente. También
varía en función del ángulo de incidencia.
Coeficiente de absorción: α En longitudes de onda corta (radiación
Coeficiente de reflexión: ρ solar) la absorción también depende del
Coeficiente de transmisión: τ color de la superficie.
Coeficiente de emisividad: ε
ii) Reflexión
En los cerramientos opacos al no existir
transmisión de la radiación: Puede considerarse que en los vidrios la
reflexión no es selectiva (no varía según la
α+ρ =1 longitud de onda). La composición espec-
α=ε tral de la luz reflejada es la misma que
para la incidente.
La absorción y la emisividad se dan simul- El coeficiente de reflexión varía sí en forma
táneamente y son iguales para la misma pronunciada según el ángulo de incidencia
longitud de onda. de la radiación incidente. Esto debe tener
en cuenta a la latitud en que se encuentra
i) Absorción e incluso la orientación del cerramiento ya
que cada una presenta ángulos de inciden-
El fenómeno de absorción de la energía se cia distintos.
traduce por una elevación de la temperatu-
ra del cuerpo cuya intensidad depende de iii) Transmisión
la cantidad de energía absorbida. La ener-
gía absorbida será posteriormente dirigida La transmisión de la energía radiante es
por convección y radiación de onda larga una propiedad característica de los llama-
hacia el exterior o el interior en distintas dos cerramientos transparentes, es la con-
proporciones dependiendo de los coeficien- dición que los hace distintos a los opacos
tes superficiales mencionados anteriormen- térmicamente (más allá de su espesor). Es
16
también selectiva según su longitud de (0.05), por lo tanto refleja mucho la ener-
onda, como la absorción, dependiendo gía del sol y a su vez es un mal radiador
ambos componentes de las características porque pierde poco calor por enfriado ra-
del vidrio (composición y espesor). diante – más adelante veremos las utilida-
des que se dan hoy a este tipo de
En resumen la proporción entre estas tres materiales en los vidrios de baja emisividad
características depende del ángulo de inci- (low E) – Pág. 34.
dencia de la energía y de las propiedades
espectrales de cada tipo de vidrio. v) Angulo de incidencia
iv) Emisividad Es el ángulo existente entre el rayo de

energía (sol) incidente y la normal a la
La emisividad ε es la capacidad de un ma- superficie del vidrio.
terial de emitir energía radiante. Para cada Cuando el ángulo de incidencia varía los
longitud de onda específica la absorción y tres coeficientes (absorción, reflexión,
la emisividad de un material es la misma . transmisión) también lo hacen. Se puede
α=ε. observar que los coeficientes de transmi-
Cada superficie emite radiación con una sión y de reflexión son los que experimen-
distribución espectral y característica de- tan una variación más marcada según el
pendiente de su temperatura (ley de Wien ángulo incidente, aunque entre 0º y 45º
Pág. 13). La radiación emitida por superfi- los valores son prácticamente constantes.
cies a temperatura normal está compren-
dida en el espectro de los infrarrojos que
corresponde a longitudes de onda larga.
La emisividad de un cuerpo negro perfecto

(que absorbe el máximo en todas las longi-
tudes de onda) es 1. La emisividad de un
metal muy pulido es 0,05 y la de los mate-
riales de construcción tradicional es alre-
dedor de 0,90 (ambas respecto a
longitudes de onda larga). Figura 19: Radiación Directa en plano vertical sur en Estocolmo
y Madrid para distintos ángulos. Se puede apreciar como para
cada latitud los ángulos de incidencia de la radiación solar
varían en distintas proporciones, pero siempre son más habi-
Es decir que un metal pulido tiene baja tuales los ángulos medios. Esta variación del ángulo de inci-
dencia según localización y orientación lo tendremos que tener
absorción de radiaciones de onda corta en cuenta a la hora de analizar coeficientes complejos como el
Factor Solar (Pág. 49)
(0.10) y baja emisividad de onda larga
17
Existen diversos trabajos sobre la impor- cilmente constatable al tocar una superficie
tancia de considerar los ángulos de inci- negra y otra blanca que han estado bajo la
dencia específicos para cada caso, como misma radiación solar (la negra estará mu-
así también métodos para su estudio. Uno cho más caliente que la blanca).
de ellos es el desarrollado por Fresnel, un
método riguroso para el que necesitamos Pero el color no indica lo que ocurre con
saber espesores y propiedades ópticas. respecto a las radiaciones de onda larga
Este método es viable para vidrios sin re- (emitidas por cuerpos a temperaturas
cubrimientos ya que las propiedades an- normales). Para estas longitudes de onda
gulares de estos últimos hace necesario lo que importa es si la superficie es pulida
conocer espesores, homogeneidades y o no.
propiedades ópticas de las muchas capas,
que son datos poco conocidas e incluso 3.3.3 Efecto Invernadero
son secretos empresariales.
Otro método para hallar las propiedades La propiedad característica de los materia-
angulares de un vidrio es por ejemplo el les transparentes como el vidrio y ciertos
desarrollado por Joakim Karlsson en el que plásticos es la habilidad de transmitir direc-
a los valores para un rayo normal a la su- tamente, en longitudes de onda corta, la
perficie se le asocia un perfil angular pro- energía radiante .
ducto de una función polinómica
representativa para los distintos ángulos. El vidrio flotado común es transparente a
Los perfiles varían según el numero de la mayor parte de las radiaciones entre 0,4
vidrios y el tipo de recubrimiento. µm y 2,5 µm (ondas cortas) y opacos a las
Según Baruch Givoni (autor de Man Clima- radiaciones en el entorno de los 10 µm
te and Architecture) para ángulos mayores (ondas largas).
a 45º la energía transmitida decrece. A El vidrio funciona como una trampa que
mas de 60º aumenta el nivel reflejado, captura energía radiante.
mientras que la absorbida es independien-
te del ángulo. El proceso es el siguiente: Una vez que la
energía de onda corta (radiación emitida
vi) Color de la superficie por el Sol) entró al local, una parte de la
El color de una superficie es un buen indi- radiación se refleja en los objetos del local
cador de la capacidad de absorción de la y como su longitud de onda no se modifica
radiación solar. La absorción de onda corta puede ser nuevamente transmitida hacia
decrece y la reflexión de onda corta au- afuera, salvo una pequeña porción que
menta con colores más claros. Esto es fá-
18
vuelve al interior luego de ser reflejada por Puede predecirse, entonces, que una parte
la superficie del vidrio. de esa energía recibida por el vidrio desde
el interior será nuevamente transmitida al
La mayor parte interior.
es absorbida por
los objetos del Como conclusión podemos decir que
interior del local y el vidrio deja pasar una cierta canti-
convertida en dad de energía solar y luego dificulta
calor elevando la su pérdida, por radiación de onda lar-
temperatura de ga, provocando así una elevación de
dichos cuerpos. la temperatura en el interior.
Se genera un
aumento en la
Fig. 20 - Atrio vidriado de un
transferencia del edificio. Este recurso es utilizado
para acumular el calor prove-
calor – por un niente de la radiación solar,
dentro de un gran espacio del
lado por convec- edificio, por el «efecto inverna-
dero». Este espacio «acumula-
ción y por otro dor» vinculado al resto del
edificio es utilizado para su
por radiación en acondicionamiento térmico.
Generalmente están diseñados
para poder realizar una buena
ondas largas-. ventilación natural del edificio,
en horas de la noche (entrada
de aire por parte inferior / salida
por parte superior).
En el primer ca- Fig. 21 - Esquema gráfico de efecto invernadero. El cerra-
miento transparente transmite las radiaciones de onda corta
so, la transmisión por convección natural, (solar) pero es opaco a la radiación de onda larga, emitida
por objetos a temperatura ambiente.
que es de proceso lento, tiene lugar me-
diante la circulación del aire movilizado por
el calentamiento de las moléculas en con- Este efecto es conocido como “efecto in-
tacto con los cuerpos. La cantidad de calor vernadero”, y ha sido largamente utilizado
que se transmite del aire al vidrio (con en la jardinería y agricultura. Es un princi-
temperatura algo inferior) dependerá de la pio muy usado en las regiones frías para la
diferencia de temperaturas entre ambos calefacción de los ambientes a través de
cuerpos (aire – vidrio) grandes vidrieras bien orientadas. Pero
En el segundo caso la radiación emitida debe tenerse precaución en regiones cáli-
por los objetos del interior del local no po- das ( o con períodos cálidos) porque gene-
drá salir por vía radiante, ya que como rará grandes problemas de confort y un
hemos visto, el vidrio no es transparente a elevado consumo energético para subsa-
las radiaciones de longitud de onda larga . narlo -aunque esto no siempre se logra-.
19
En los últimos años se han desarrollado presente este ángulo muy pocas veces al
vidrios con un comportamiento diferente año y solo en algunas orientaciones.
en los distintas regiones del espectro, lo-
grando diferenciar por ejemplo la reflexión El Profesor Arq. Rivero desarrolló un méto-
de la luz de la del calor do para estudiar los valores más apropia-
dos de Factor Solar en vidrios simples para
3.3.4 Coeficientes Complejos distintas orientaciones en Uruguay, según
los ángulos de incidencia propios a cada
i) Factor Solar – SHGC una de ellas. Un vidrio con un Fs de 0.83
en ángulo de 90º tiene en la Fachada Nor-
El Factor Solar Fs o Solar Heat Gain Coef- te durante el Período Frío un valor de 0,80
ficient SHGC se define como la relación mientras que durante el período caluroso
entre la energía que ingresa al local a tra- un valor de 0.54 (recordemos que en ve-
vés de un vidrio y la incidente. Por lo visto rano el sol tiene un mayor ángulo con la
anteriormente sabemos que la energía que horizontal, por lo tanto un menor ángulo
ingresa al local es la suma de la energía de incidencia con un vidrio vertical).
transmitida más un tercio de la absorbida
por el vidrio. Por lo tanto se define Factor
Solar (Fs):
Fs = τ + α/ 3
Esta es la característica fundamental de un
material transparente, que expresa su
comportamiento frente a las radiaciones
solares.
Analizando la fórmula veremos que los

vidrios absorbentes tendrán un factor solar Fig. 22 - Esquema gráfico de investigaciones del Prof. Arq
Rivero sobre adaptación del factor solar a distintas orienta-
alto, a pesar de tener un coeficiente de ciones y latitudes.
transmisión bajo.
ii) Coeficiente de Sombra – Shading
De forma estandarizada se considera el Coefficient
Factor Solar para un rayo que incide nor-
malmente a la superficie. Es necesario Es un dato utilizado en EEUU y Europa
aclarar que ante un vidrio vertical el sol para describir las características térmicas
20
de un vidrio. Es la relación que existe entre ropa y las de las paredes, techo, ventana
el factor solar del vidrio en cuestión y un – o en el caso de estar al exterior – del Sol
vidrio de referencia – generalmente un y la atmósfera.
vidrio flotado simple irradiado en igual
forma y condición que el vidrio en estudio. En consecuencia para prever las condicio-
Este dato (Shading Coeficiente SC) es cada nes de confort en los espacios interiores es
vez menos utilizado, y remplazado por el fundamental conocer las temperaturas
Factor Solar. medias de los planos que rodean al indivi-
duo, ponderadas de acuerdo a la posición
iii) Transmisión de Radiación en el que ocupan. La influencia de la temperatu-
Espectro Visible ra de un vidrio frío será mayor cuanto más
próximo se está de ese plano y mayor sea
Es un coeficiente que indica la transmisión su dimensión.
a través del vidrio de radiación compren-
dida en el espectro visible de la radiación Como esto varía de punto a punto y es
solar ( longitudes de onda entre 0,38 µm y bastante complejo de calcular, se acos-
0,78 µm.) tumbra hacer un cálculo simplificado donde
se calcula la temperatura media radiante
iv) Transmisión de Rayos UV (ºC) en relación al área de cada cerramien-
to
Es un coeficiente que nos muestra la frac-
ción de la radiación ultravioleta (entre 0,28 TMR = t1.A1 + t2.A2 + ... + tn. An
µm y 0,38 µm) emitida por el Sol, nociva A1 + A2 + ... + An
en grandes proporciones, que efectiva-
mente pasa por el cerramiento transparen- Este promedio se utiliza para determinar
te . Hoy en día es importante conocer este las condiciones de confort de un ambiente,
dato ya que nuestra primera defensa de la pero no es representativo cuando hay su-
radiación ultravioleta, la capa de ozono, se perficies muy frías o calientes como es el
encuentra notoriamente debilitada. caso de un gran cerramiento transparente.
3.4 Influencia en la Temperatura Me- Para entender la influencia de los cerra-

dia Radiante mientos transparentes en el confort pre-
Nuestro cuerpo realiza intercambios por sentamos el siguiente ejemplo desarrollado
radiación que son proporcionales a la dife- por el Prof. Arq. Rivero:
rencia entre las temperaturas de la piel o
21
“Si suponemos que en un día de invierno la mejorado mediante el uso de un doble

temperatura en el interior de un local con vidrio cuya temperatura superficial interior
calefacción es de 20ºC y la del aire exterior será, para aquellas mismas condiciones, de
de 4ºC, la temperatura en la superficie 14ºC o en su defecto, por la colocación de
interior de una lámina de vidrio llegará a cortinados entre el vidrio y el espacio inter-
7ºC. Como la transmisión del calor por ior.”
radiación no es afectada por el aire, un a
persona ubicada cerca de la ventana se Los llamados sistemas de control “inteli-
encontrará ante la influencia simultanea de gente” en los edificios con sistemas de
ese panel radiante de baja temperatura y, climatización que controlan sólo la tempe-
al mismo tiempo, del aire y las restantes ratura del aire por medio de sensores de
superficies del local cuyas temperaturas temperatura. Esto puede no ser convenien-
son de unos 20ºC. El resultado es que una te cuando la temperatura radiante difiere
parte del cuerpo perderá más calor que el substancialmente de la del aire , como por
resto por lo que sentirá una manifiesta ejemplo en un local con gran vidriado du-
inconfortabilidad. Este problema puede ser rante el período frío.
Fig. 23 - Áreas de influencia de la radiación emitida por distintos tipos de aberturas . Estudios y simulaciones realizados por Guohi Gan (IBT,
Nottingham)
22
can que no debemos considerar los planos

como homogéneos ya que las sombras,
las alteraciones constructivas y de equi-
pamiento los hacen heterogéneos. Por lo
tanto es necesario segmentarlos para es-
tudiarlos. Según este estudio:
- A igualdad de áreas vidriadas, las propor-
Fig. 24. Gráfica que muestra las razones de la falta de ciones cuadradas son peores en cuanto al
confort en un cerramiento transparente en el verano –
el color rojo debido a las corrientes de aire frío , el área de la zona de inconfort que generan.
azul es debido a la superficie fría del vidrio -.
Fuente: www.efficientwindows.org
A su vez el sustituir una ventana grande
por 2 chicas (que sumen la misma superfi-
Se puede apreciar que la superficie fría del vidrio de
un cerramiento transparente durante el invierno es la cie) mejora al confort, ya que disminuye el
causa más importante de la falta de confort.
área de influencia.
A su vez se puede apreciar en la gráfica que la proba-
bilidad de falta de confort disminuye sensiblemente al - Las ventanas angostas son mejores si las
mejorar la transmitancia del vidrio (vidrio simple claro
a vidrio doble claro). distancias entre una y otra son menores a
0.5 m.
- El doble vidriado uniformiza la tempera-
tura radiante del cerramiento, no produ-
ciendo asimetría radiante siempre que su
temperatura superficial interior no sea infe-
rior a la temperatura del aire interno en
6ºC
Ti – tsi < 6ºC
Fig. 25 - Gráfica que muestra las razones de la falta
de confort en un cerramiento transparente en el
verano – el amarillo es debido a la radiación solar, el
naranja es debido a la superficie caliente del vidrio -. 3.5 Protecciones Solares
Fuente: www.efficientwindows.org
Se puede apreciar que la radiación solar que penetra

un espacio a través de un cerramiento transparente Las protecciones solares son un elemento
durante el verano es la causa más importante de la
falta de confort. Es importante notar que la falta de imprescindible en el uso de cerramientos
confort por el calentamiento del vidrio es más rele-
vante en los vidrios tintados o absorbentes.
transparentes ya que como hemos visto el
vidrio es incapaz de detener por completo
A su vez se puede apreciar en la gráfica que la pro-
babilidad de falta de confort disminuye sensiblemente la radiación solar por si solo. Por lo tanto la
al mejorar el Factor Solar (vidrio doble claro vs. vidrio
doble tintado). función de la protección solar es reducir el
pasaje de Energía incidente para minimi-
Los estudios y simulaciones realizados por zar los efectos no deseados provocados
Guohi Gan (IBT, Nottingham) - fig. 23 - por la penetración de radiación solar al
sobre la Temperatura Radiante nos indi- ambiente interior.
23
Transmisión directa –
Se produce cuando la
radiación directa del
sol y la difusa del cielo
pasan libremente por
el dispositivo hacia el
interior sin tocar nin-
gún obstáculo.
Fig. 26 – Parasoles fijos como recurso plástico en la obra de

Oscar Niemeyer Transmisión por re-
Existen distintos tipos de protecciones so- flexión – Tiene lugar Fig 27 - Protección
exterior. Alero móvil
lares: protecciones móviles o fijas, protec- cuando la radiación

ciones exteriores, interiores o incluidas en solar es admitida por el
el cerramiento transparente. A su vez po- parasol luego de haber
demos mencionar algunos vidrios que
experimentado una o
veremos en la siguiente parte de este tra-
más reflexiones en los
bajo que poseen propiedades importantes
elementos del dispositi-
de detención de la radiación solar, pero
vo o en superficies ex-
cabe recordar que implicarán necesaria-
mente un gran costo energético. Otra for- teriores. Fig. 28 – Protección
interior - Cortina
ma de control de la radiación solar es la Transmisión indirecta –
utilización de fachadas ventiladas com- Considera la energía solar que ha sido ab-
puestas por una piel exterior que controla sorbida por las distintas partes del sistema
el ingreso de la radiación solar a una cá- de protección y que luego puede ingresar
mara ventilada y una segunda piel vidriada al interior por conducción, convección o
transparente.
radiación.
En todas estas técnicas de protección solar

Es importante señalar que los dos últimos
existen recursos formales que bien utiliza-
dos dan una gran riqueza plástica a la ar- tipos de transmisión (reflexión e indirecta)
quitectura. dependen de parámetros como los ya ex-

La radiación solar puede pasar a través de plicitados en los materiales transparentes
una protección de diversas maneras: (emisividad, coeficiente de reflexión y ab-
24
sorción, color, ángulo de incidencia, posi- El calor que por convección es removido
ción de las superficies). por el viento no llega al vidrio y a su vez
los cerramientos transparentes son opacos
Por ejemplo superficies pulidas, de baja a la radiación de onda larga (emitida por la
emisividad, tendrán una baja transmisión protección), por lo tanto solo entra un al
indirecta y protecciones claras tendrán interior una pequeña parte de la energía

absorbida por la protección.
una alta reflexión de la radiación solar.
Si las protecciones están colocadas al in-

3.5.1 Protecciones Exteriores vs Pro- terior, casi toda la energía radiante pasa
tecciones Interiores. al ambiente salvo lo reflejado por la pro-
tección en las misma onda de la radiación
solar (onda corta) que atraviesa vidrio .
Por lo tanto la efectividad de las proteccio-
nes interiores depende muchísimo del
color (capacidad de reflejar).
3.5.2 Parasoles Exteriores Fijos
En los parasoles fijos la energía transmitida

directamente es, por supuesto, la de ma-
yor significación. La reflejada en los ele-
mentos del sistema también contribuye a
aumentar la energía que es admitida; de-
pende del coeficiente de reflexión de sus
Fig. 29 – Arriba: Esquema radiación solar en protección exte- superficies, y además, de la disposición de
rior. Abajo: Esquema radiación solar en protección interior.
los elementos, ya que en un alero simple la
Si las protecciones están ubicadas al exte- cantidad de energía reflejada es mucho
rior parte de la energía se refleja hacia menor que cuando se tiene una serie de
afuera y parte hacia adentro. La fracción superficies paralelas.
absorbida provoca una elevación de la tem-
En los parasoles fijos la relación H/L influye
peratura del elemento y ese calor luego se
sobre su comportamiento diferenciado
transmite por convección y radiación de
durante el período frío y el caluroso. Coefi-
onda larga.
cientes mayores de H/L implican mejores
25
comportamientos durante el período frío, condiciones implican una abertura muy

ya que los elementos de la protección es- pequeña y por lo tanto el sacrificio de los
tán más distanciados. Mientras que coefi- problemas térmicos en invierno y lumínicos
cientes menores de H/L, llegan a ser muy importantes.
cuando los elementos están más cerca
entre ellos, son más favorables para el
período caluroso ya que detienen mayor
proporción de la radiación incidente, inclu-
so la radiación solar del período frío..
El Prof. Arq. Rivero estudió varias solucio-

nes de la relación H/L en parasoles fijos
con coeficientes de reflexión (ρ) de 0,3
para determinar aquellos más eficientes ,
en relación a su mejor desempeño en am-
bos períodos. Ver Tabla Fig. 32. En estos
resultados se observa que la eficiencia es
relativamente baja.
Fig. 30 – Parasoles fijos como recurso formal. Obra Arq. Oscar

Según el análisis realizado por el Prof. Ri- Niemeyer
L
vero los parasoles fijos aumentarán su
eficacia total a medida que el período calu-
roso vaya tomando una parte más exten- H
α
sa del año. Si en nuestro clima damos
preferencia al período caluroso se puede
Fig 31 – Esquema relación H/L en parasol horizontal
obtener una eficacia del 80% pero estas
Parasol Suroeste Oeste Noroeste Norte Noreste Este Sureste
Horizontal H/L 1.28 1.3 1.57 1.77 1.54 1.38 1.35

Eficiencia 53 % 53 % 57 % 61 % 59 % 56 54 %
%
Vértical H/L 1.51 0.98 1.13 1.3 1.00 1.04 1.57
Eficiencia 51 % 40 % 54% 54 % 54 % 44 50 %
%
Tabla Fig. 32
26
Existen sistemas standarizados y otros

desarrollados por los propios diseñadores
Fig. 33 – Protecciones exteriores móviles.

Fig. 34 – Diafragmas reguladores de penetración de la radiación.
Arq. Jean Nouvel
El Prof. Rivero llega a la conclusión de que como el utilizado por Jean Nouvel en el
en nuestro clima los parasoles fijos no Instituto del Mundo Arabe en Paris que
permiten resolver con eficiencia el proble- consiste en diafragmas que regulan elec-
ma térmico global creado por la incidencia trónicamente el pasaje de radiación.
de la radiación solar en un cerramiento

durante todo el año. Estos dispositivos por Entre los productos standarizados existen-
lo menos en climas templados, parecen tes en el mercado encontramos por ejem-
más bien indicados para actuar conjunta- plo venecianas insertas dentro de un
mente con otros sistemas de protección ( vidriado doble. En la figura 35 se puede
vegetación, protecciones interiores, etc). apreciar su conformación y su aspecto ex-
Es conveniente dejar aclarado que esa terior.
apreciación general puede ser modificado También existen cerramientos conforma-
cuando las condiciones del programa ar- dos por “prismas” en su interior que refle-
quitectónico lo permite. jan la radiación solar en ciertos ángulos de

incidencia (por ejemplo el policarbonato
3.5.3 Protecciones integradas a los Selectogal de la empresa Polygal).
cerramientos transparentes.
Las nuevas tecnologías que se explicarán
Otra posibilidad para la protección solar es en la siguiente parte de este trabajo –
integrar elementos que controlen la pene- electrocrómica, termocrómica – pueden ser
tración solar en el mismo cerramiento. consideradas como cerramientos transpa-
27
rentes con capacidad de protección solar

integrada.
Fig. 35. Tecnología Velthec de GlassMoble - España
3.5.4 Cerramientos con Fachada Ven-

tilada
Esta técnica en auge en los países “des-

arrollados”, que consiste en una cámara de
aire ventilada, una lámina interior de vidrio
simple móvil y una fachada con mecanis-
mos de control solar merecería un capítulo
aparte por su complejidad.
Es importante señalar que para realizar

estos cerramientos en nuestro país es im-
prescindible realizar estudios complejos de
viabilidad, ya que de por sí no aseguran
ahorros energéticos. Por ejemplo es nece-
sario considerar el muy elevado costo de
construcción no fácilmente amortizable, las
dificultades de mantenimiento, las condi-
cionantes culturales que implicaría abrir
una ventana y ver otra piel de vidrio o in-
cluso respirar humos o emanaciones pro-
venientes de otros pisos que suben por la
cámara de aire.
28
La clasificación que nosotros desarrollare-

PARTE II mos en este trabajo es en función de la
composición del vidrio para mejorar su
Tipos de Materiales Transparentes comportamiento energético. Por un lado
presentamos los vidrios base: vidrio mono-
1. Vidrio lítico y vidrio templado y posteriormente
vidrios de desempeño térmico mejorado.
El Vidrio es un producto inorgánico de fu- En cada uno de éstos encontraremos pro-
sión que por enfriamiento alcanza un esta- ductos de primera y segunda manufactura.
do rígido de cristalización. Su composición
básica es de Sílice 73%, Agua 0,03%, Oxi- 1.1 Vidrios Base
do Sódico 15%, Oxido de Aluminio 13%,
Oxido Cálcico 6,5% , Oxido Magnésico Vidrio Monolítico
3,5%, Oxido Ferroso 0,1%.
Es el conformado por una sola lámina de
Propuesta de Clasificación vidrio, a diferencia de los laminados o do-
bles acristalamientos que están conforma-
Existe una primera forma de clasificación dos por dos o más hojas.
de los vidrios en relación a los procesos Dentro de este tipo tenemos:
por los que se atraviesa hasta llegar al
producto final. De esta forma se clasifican Vidrios flotados transparentes o reco-
en primera o segunda manufactura. cidos. Se lo conoce como vidrio básico. Es
el que se obtiene directamente de la trans-
En los productos de primera manufactura formación de la materia prima, sin trata-
el vidrio pasa por procesos de dosificación, miento.
fundido, formado por flotación o laminado,
recocido, cortado y almacenado. Vidrio Templado o Termoendurecido
- Tempered EEUU , Toughened UK -
En los productos de segunda manufactura Es un proceso térmico aplicado a un vidrio
puede pasar por procesos como ser: tem- recocido con el propósito de aumentar su
plado, doblado, estratificado, montaje del resistencia mecánica.
vidrio múltiple, y / o tratamientos superfi- Dicho tratamiento consiste en aumentar
ciales. Puede ser que estos procesos sean gradualmente la temperatura hasta llegar a
independientes o de forma aditiva 700 º C enfriándose luego bruscamente.
Esto hace que se vea incrementada en 4 o
5 veces la resistencia de un vidrio común,
29
manteniéndose constantes sus otras pro- en trozos pequeños sin aristas filosas. En
piedades. Los vidrios templados tienen la cambio poseen la desventaja de que no se
ventaja de brindar protección al usuario ya pueden cortar ni trabajar después de tem-
que en caso de rotura éste se fragmenta plados.
1.2 Estrategias para Mejorar el Com-

portamiento Energético.
Existen tres estrategias para mejorar el

desempeño energético de un vidrio, es a
partir de éstas que desarrollaremos la cla-
sificación de los vidrios:
-Alterar al material cambiando su composi-

ción química y / o física. Un ejemplo de
esto son los vidrios coloreados. También
los vidrios laminados pueden ser conside-
rados en esta categoría.
-Aplicar una película a la superficie del vi-
drio, por ejemplo una película reflectiva o
una de baja emisividad.
- Usar varias capas de vidrio y controlar las
propiedades de los espacios entre ellas.
Por ejemplo usar un doble vidriado y gases
de baja conducción entre los vidrios. En
este tipo de soluciones hay que tener es-
pecial cuidado con los separadores.
1.2.1 Alteración de la Composición

Química y/o Física
i) Vidrio absorbente o vidrio flotado

de color.
Se obtiene agregando óxidos metálicos a la

Fig. 36– En la década de los 50´s los vidrios absorbentes (de color)
fueron muy usados en los rascacielos como forma de disminuir el
pasaje de radiación solar hacia el interior. En las imágenes: Lever
masa del vidrio en fusión, los que depen-
House de S.O.M y el Seagram de Mies van der Rohe.
30
diendo de su composición química le dan rencias térmicas y por lo tanto tensionales

diferentes colores a los vidrios. La intensi- en el vidrio. La máxima tensión térmica
dad del color así como su poder absorben- se produce cuando una superficie igual o
te aumenta con el espesor del vidrio. menor al 25% del perímetro del paño está
En este caso el control de la energía solar sombreada. En general las sombras verti-
se produce por absorción en todo el espec- cales, horizontales o diagonales no son tan
tro solar (U.V e infrarrojos cercanos) ya críticas como cuando se produce una com-
que los óxidos metálicos aumentan el po- binación de éstas.
der absorbente del vidrio. - Estudiar la unión entre el marco y el re-
Los colores más habituales son gris, bron- sto del edificio ya que parte de los marcos
ce y azul verdoso. se encuentran en sombra y por lo tanto a
distinta temperatura de las partes del vi-
En estos vidrios el porcentaje de energía drio que se encuentran directamente en
transmitida es menor, aumentando la ab- contacto con el exterior. La empresa Pil-
sorción. Por lo tanto el Factor Solar no kington recomienda aislar el marco respec-
disminuye en la misma proporción en que to al muro para que el marco no tenga
lo hace la transmisión debido a que éste tanta relación con la inercia del edificio y
también contempla parte de la absorción, por lo tanto se asemeje al comportamiento
que es irradiada y transmitida por convec- del vidrio (sin inercia).
ción hacia el interior. Esto es un problema - En locales donde hay aire acondicionado
sobretodo durante el verano ya que el vi- es aconsejable evitar el flujo de aire de
drio se transforma en una pantalla radian- manera directa sobre la superficie del vi-
te. drio.
- No aplicar etiquetas opacas, papeles,
El aumento de la energía absorbida provo- esmerilado o cualquier elemento que au-
ca un aumento en la temperatura del vidrio mente la absorción del vidrio.
mucho mayor que en un vidrio común. Por - Las cortinas o persianas deben estar se-
lo que este tipo de vidrio es susceptible a paradas del vidrio por lo menos 50 mm
presentar roturas por tensión térmica, para posibilitar una correcta disipación del
probabilidad que aumenta con el espesor y calor.
tamaño del vidrio. Para evitar que esto - Por razones de seguridad conviene tem-
suceda los fabricantes dan algunas reco- plar el vidrio.
mendaciones:
En invierno se presenta la situación crítica
- Evitar sombras parciales producidas por ya que ocurre lo siguiente:
aleros, columnas, etc ya que generan dife-
31
- Cuando no incide radiación directa la coloreados se calientan al absorber parte

situación no presenta mejoras con respec- de la radiación solar, por lo tanto es mejor
to al vidrio común, ya que tiene las mismas ubicarlos como vidrios exteriores de un
pérdidas térmicas (tiene la misma transmi- doble vidriado para evitar problemas de re
tancia que el vidrio común) . irradiación hacia el interior. Su comporta-
- Cuando incide la radiación directa, que es miento puede ser mejorado con recubri-
lo deseable, su comportamiento es peor mientos de baja emisividad.
que el de un vidrio común ya que el por-
centaje de radiación que llega al interior es ii) Vidrio laminado o estratificado
menor.
LAMINADOS: Consisten en dos o más vi-
En los vidrios absorbentes también dismi- drios monolíticos, que pueden ser templa-
nuye el porcentaje de transmisión lumínica dos, unidos por butiral de polivinilo (PVB).
del vidrio. El PVB es un material plástico con cualida-
des de elasticidad, resistencia y adherencia
Para mejorar el al vidrio.
problema de la La unión entre el vidrio y el butiral de poli-
reducción lumínica vinilo (PVB) se lleva a cabo por un proceso
de los vidrios ab- de presión y temperatura. Según el núme-
sorbentes los fa- ro de hojas y de PVB variará su resistencia
bricantes hasta llegar a vidrios antibala (4 o más
desarrollaron los capas).
vidrios coloreados
espectralmente Ventajas:
selectivos. Trans- - Las cualidades de adherencia del butiral
miten el espectro de polivinilo (PVB) brindan mayor seguri-
solar dentro de las dad al usuario ya que al romperse el vidrio,
longitudes de onda los trozos quedan adheridos a la lámina de
con mayor impor- PVB evitando su desprendimiento.
tancia lumínica, - La lámina de PVB, por su composición,
pero absorben los filtra la mayoría de los UV preservando los
cercanos a los in- colores del desvanecimiento. “La Giocon-
frarrojos. Tienen da” en el Louvre está protegida por un
un color azulaceo vidrio laminado.
o verdoso. Como el Fig. 37– Forma de rotura de
distintos vidrios. Arriba: vidrio
- Mejora el Aislamiento Acústico por la ma-
monolítico común. Medio:
resto de los vidrios Vidrio templado. Abajo: vidrio
sa y la flexibilidad
laminado.
32
flexión. Son conocidos también como de

- Tienen una buena trabajabilidad ya que Control Solar.
pueden ser cortados y taladrados después
de su fabricación (no así el vidrio sencillo Hay dos tipos de tratamientos reflectivos:
templado). los online (duros) y los offline (blandos).
- Su resistencia mecánica les permite ser Ambos son de segunda manufactura y se
usados como paneles de vidrio estructural realizan aplicando películas muy finas so-
sometidos a flexión por carga lateral del bre la superficie del vidrio (claro o de co-
viento con grandes superficies y apoyos lor).
articulados.
- Los recubrimientos online / duros son
1.2.2 Vidrios con tratamientos super- realizados durante el proceso de fabrica-
ficiales. ción del vidrio, constituyendo un cambio
en su estructura superficial. La película a
aplicar se coloca en la superficie del vidrio
caliente por depósito de solución líquida,
químico por vapor o electrólisis. Los vidrios
con este tipo de recubrimiento son conoci-
dos como vidrios pirolíticos.
La capa reflectiva lograda por este proce-
dimiento tiene una resistencia tal que el
vidrio puede ser templado o laminado des-
pués de colocada dicha capa. Por su resis-
tencia puede colocarse en la cara interior
o exterior del vidrio. La decisión dependerá
de consideraciones de orden estético (as-
pecto de la fachada), así como las posibili-
dades de mantenimiento del vidrio para
Fig. 38– Vidrio con recubrimiento reflectivo en la mantener su capacidad reflejante.
fachada de la Torre Gamma (Estudio Cinco Arqs.).
- Los recubrimientos offline o blandos

i) Vidrios reflectivos son aplicaciones de películas muy finas
Son aquellos a los que se les incorporan sobre la superficie del vidrio terminado.
capas reflectivas que reducen la ganancia Existen varios métodos:
solar a través de un aumento de la re- Inmersión o recubrimiento por baño, depó-
sito químico o físico por vapor, recubri-
33
miento iónico metálico, electromagnéti- mos afirmar que en el caso de los vi-
cos o de capa blanda en frío. En drios reflectivos a menor Factor Solar,
este último se proyectan óxidos metálicos, menor será su Transmisión lumínica.
en un horno de alto vacío, del color que se Esto resulta comprensible si consideramos
desee. que gran parte de la radiación que rechaza
Requieren más cuidados que los online al el tratamiento reflectivo se encuentra en el
colocarse y se debe templar los vidrios espectro de la luz visible.
base. La capa reflectiva debe colocarse al
interior, ya que no es resistente a los Por lo tanto podemos decir que los vidrios
agentes climáticos. reflectivos pueden generar un ahorro
energético durante el período caluroso ya
Todos los vidrios reflectivos ofrecen un que rechazan en gran parte la radiación
aspecto espejado desde el lado más ilumi- solar; pero a la vez pueden ocasionar un
nado que impide la visión hacia el lado aumento de consumo de energía para ilu-
menos iluminado (de día hacia el interior). minación ya que reducen la luz natural que
penetra a un ambiente.
Es importante la información sobre el tipo
de recubrimiento ya que las propiedades En vidrios de transmisión visual baja (0.08
varían sustancialmente de acuerdo al ma- a 0.14) el hecho de que el vidrio sea in-
terial con que esta efectuada la capa refle- coloro o de color no afecta el valor del
jante. Por ejemplo en el vidrio reflectivo Factor Solar. En cambio en vidrios con va-
SolarScreen de la empresa Viracon (EEUU) lores superiores de transmisión visual se
de espesor 6 mm: obtienen valores sensiblemente mayores
de factor solar en vidrios incoloros.
Tipo de recubrimien- Factor Solar Transmisión lumí-
to nica
Acero inoxidable 0.2 a 0.3 entre 0.08 y 0.20 En el caso de los vidrios incoloros el Factor
Titanio 0.3 a 0.5 Entre 0.2 y 0.4 Solar llega a valores de 0.60 (según infor-
Antique (antelio) 0.25 a 0.45 Entre 0.13 y 0.35
mación de los vidrios reflectivos Stopsol).
Cinammon 0.35 Entre 0.15 y 0.2
Blue 0.25 a 0.30 Entre 0.13 y 0.22 En este caso es interesante preguntarse
qué es más conveniente: si un vidrio con
Como se puede apreciar los recubrimientos recubrimiento reflectivo que permite estos
de acero inoxidable son los que poseen un altos valores de penetración solar o un
Factor Solar más bajo (rechazan en mayor acristalamiento doble que a valores simila-
proporción la penetración de la radiación res de Factor Solar posee una transmitan-
solar). Pero indefectiblemente pode- cia menor reduciendo las pérdidas por
diferencia de temperatura hacia el exterior.
34
Se puede apreciar que el comportamiento

La penetración de la radiación ultravioleta de un vidrio con el recubrimiento reflectivo
UV es mayor en los vidrios incoloros (15 al al interior tiende a acercarse al de un vi-
20 %) que en los vidrios coloreados (10 drio absorbente más de lo que uno podría
%). esperar de un cerramiento con la denomi-
nación “reflectivo”.
Posición de la capa reflectiva
ii) Tratamiento de baja emisividad
Como hemos mencionado anteriormente
existen recubrimientos reflectivos que sólo El mecanismo principal de transferencia de
se pueden usar en la cara interior (blan- calor en un vidriado múltiple es la radia-
dos) y otros que pueden usarse en cual- ción desde la hoja más caliente hacia las
quiera de las caras del vidrio (duros). Al más fría. El tratamiento de baja emisividad
colocar los recubrimientos al exterior la se basa en recubrir una o más superficies
reflexión del vidrio aumenta, por lo que la del vidrio con un material que emita poco,
cantidad de energía que penetra al local disminuyendo así el flujo del calor global a
disminuye (factor solar menor). A modo través del cerramiento transparente.
de ejemplo compararemos un mismo vidrio
StopSol Classic de 6 mm. color bronce con Las propiedades espectrales de estos recu-
recubrimientos al exterior y al interior. brimientos pueden ser manipuladas para
que incluyan ciertas longitudes de onda, es
Posición de la Transmisión Reflexión Absorción Factor decir que sean selectivos. Por ejemplo, se
capa Solar Solar
utilizan para evitar la pérdida de calor des-
Exterior 0.29 0.24 0.47 0.41
Interior 0.29 0.09 0.62 0.45 de el interior al exterior porque tienen una
Fuente Bia S.A baja emisividad en las longitudes de onda
larga (infrarrojos próximos) que es la ban-
Cuando la capa reflectiva está al exterior da relacionada a las emisiones de radiación
la energía solar se refleja antes de atrave- de los objetos a temperaturas normales
sar el vidrio permaneciendo éste relativa- (20º). Aún así pueden seguir siendo trans-
mente frío. En el caso de ser aplicada a la parentes a la radiación solar de onda cor-
cara interior, el vidrio absorbe antes y des- ta.
pués de la reflexión por lo tanto necesitan
ser templados para soportar las tensiones. Un ejemplo:
La radiación solar entra al edificio donde
las superficies de paredes, suelos, techos,
objetos se calientan y empiezan a emitir
35
calor en forma de radiaciones de onda pero también bloquean gran parte

larga. La hoja interior de un vidrio doble de la entrada de la radiación solar.
absorbe alrededor del 90 % de esta ener- Comparados con otros tipos de vi-
gía y empieza a irradiar. El recubrimiento drios tintados o reflejantes estos
de baja emisividad colocado en la cara poseen un nivel más elevado de
exterior del vidrio interior (3) hace que transmisión de luz visible para una
irradie entre 8 a 10 veces menos que en porcentaje dado de reducción de
caso de no tener ese tratamiento superfi- ganancia solar.
cial. Por lo tanto estimula el efecto inver-
nadero, transformándose en un recurso 1.2.3 Vidrio múltiple:
válido para climas fríos.
Intercalan capas entre sus distintas hojas
Existen diversos tipos de recubrimientos de que controlan el pasaje de la radiación
baja emisividad: solar y de la radiación de onda larga. Estas
- Alta transmisión Solar / Baja emisi- capas están formados por combinaciones
vidad. Son los descriptos anterior- de los vidrios mencionados anteriormente.
mente y los primeros en surgir que
permiten ganancias solares pero Los acristalamientos aislantes son gene-
bloquean la pérdida de calor inter- ralmente acristalamientos dobles. También
ior. Estos recubrimientos son cono- se los conoce como doble vidriado hermé-
cidos técnicamente como pirolíticos tico (DVH). Comenzaron a generalizarse
o duros. luego de la crisis del petróleo de 1973. En
- Transmisión Moderada Solar / Baja un comienzo los fabricantes comenzaron a
emisividad. Son conocidos técnica- encontrarse con diversos problemas a re-
mente como blandos o sputtered solver: ¿cómo impedir la condensación en
debido al proceso de fabricación. un superficie inaccesible?, ¿cómo permitir
Estos recubrimientos reducen las cambios en la presión atmosférica en el
pérdidas de calor y dejan ingresar traslado?, ¿cómo disminuir la humedad en
una cantidad moderada de radia- la cámara?. Inicialmente los vidrios dobles
ción solar. eran fundidos en el perímetro generando
- Baja Transmisión Solar / Baja Emi- un espacio sellado permanente, en los úl-
sividad. Son también Blandos o timos años la tecnología ha desarrollado
sputtered, y son también conocidos sustitutos para la unión vidrio-vidrio. Las
como de Baja Emisividad y espec- láminas de vidrio son separadas y adheri-
tralmente selectivos. Reducen las das a un separador y un sellador perime-
pérdidas térmicas desde el interior, tral sencillo (epoxy, polisulfidos, butilo) o
36
selladores dobles (primario de polisolbuti- Pero esto no anulaba el efecto producido

leno secundario de polisulfido, poliuretano, por el propio movimiento del aire, gene-
silicona) que generan un barrera contra la rando concentraciones de aire caliente en
humedad. El separador suele tener un ma- la parte superior de cámara y frío en la
terial disecante que absorbe la humedad inferior.
retenida post fabricación.
En la Fig. 39 se marca el espesor de cáma-
Ventajas: ra a partir del cual comienza la convección
- Logran transmitancias más bajas de acuerdo al gas con que está rellena la
(dependiendo del tipo de vidrio uti- cámara y a la Emisividad de las superficies
lizado, de la cámara entre ellos y de ésta.
de los separadores).
- Se reduce el riesgo de condensa- Al llenar la cámara con un gas más viscoso
ciones superficiales en el vidrio in- – que se mueva más “lento” - se minimi-
terior al ser su temperatura zan las corrientes convectivas. Por lo tanto
superficial muy próxima a la la conducción de calor a través del gas
temperatura ambiente. disminuye y la transmisión del calor total
- Mayor confort en proximidad a las también.
superficies acristaladas por que
disminuyen las corrientes convecti- Existe un rango de espesor óptimo de una
vas producidas por las diferencias cámara de aire ya que para un espesor
de temperaturas (superficial interior mayor (+ de 12 mm.) la convección en la
del vidrio – ambiente interior). cámara es más importante y por lo tanto
aumenta la trasferencia de calor (ver figura
En los DVH (Doble vidriados Herméticos) 39). En espesores de cámara pequeños
un punto importante a ser considerado es (menos de 9 mm.) la conducción se hace
el tipo de separadores que existen en la más importante, por lo tanto la transmi-
cámara. tancia aumenta de forma considerable.
i) Distintas cámaras y separadores Cámaras rellenas de gas
Con el propósito de disminuir la transfe- La cámara se rellena con gases inertes.

rencia de calor en la cámara entre los vi- Existen cámaras rellenas de por ejemplo:
drios, en un principio se la llenaba con aire
o nitrógeno seco previamente al sellado. Argón - es de bajo costo, no es tóxico, no
reactivo, inodoro e incoloro.
37
El espesor óptimo para una cámara rellena baja para alojar un profundo sellado peri-
con Argón es de 11 a 13 mm. metral del borde que permita soportar la
presión atmosférica (son utilizados en
Kryptón - tiene una mejor performance aviones).
térmica pero es más costoso. Es especial-
mente útil cuando la cámara tiene que ser Vidrio dentro de la cámara.
de poco espesor (6 mm). El espesor ópti-
mo para una cámara de Krypton es de 6-9 Si bien al agregar un segundo vidrio la
mm. transmitancia es reducida a la mitad, al
agregar una tercera o cuarta hoja de vidrio
Existen también cámaras rellenas de argón las proporciones de mejora van disminu-
y krypton que logran una mejor relación yendo, mientras que los costos y las difi-
costo – desempeño. cultades constructivas son mucho
mayores.
Cámara de vacío. Una alternativa ha sido colocar una película

plástica al interior de la cámara. El plástico
En la cámara se disponen elementos sepa- es liviano y no aumenta el espesor del con-
radores de vidrio (0.5 mm de diámetro) junto. La lámina plástica sirve para dismi-
cada 50 mm. El borde de las hojas se tra- nuir el valor de la transmitancia del
Fig. 39- Gráfico que muestra en el eje X los espesores de cámara en mm y el valor U del centro del vidrio (W/m2K) en el eje Y.
Datos para distintos tipos de gases y emisividades de la superficie 3 de un vidrio doble. Los * indican donde comienza la convección.
Se puede apreciar que entre los 10 y 15 mm existe una separación óptima en la que la transmitancia U disminuye sensiblemente y aún no ha
38
empezado la convección dentro de la cámara por su espesor mayor. A su vez se puede apreciar las mejoras sensibles que se consiguen al disminuir
la emisividad de la superficie 3 de 0.84 a 0.05. Fuente “Windows: optical Performance and Energy Efficiency” J. Karlsson.
conjunto creando dos cámaras de aire se-

paradas. Es posible colocar un recubri- Otra posibilidad es utilizar diseños que son
miento de baja emisividad en el plástico a la vez separadores, selladores y disecan-
para disminuir aún mas la transmitancia o tes, a partir de compuestos termoplásticos
colocar un recubrimiento espectralmente y láminas metálicas. También existen sepa-
selectivo para disminuir las ganancias sola- radores de espuma de silicona, más ais-
res sin alterar la transmisión visual. lante aún , que incorporan un disecante y
tienen un adhesivo de gran poder para
Las hojas de vidrio protegen a la plástica adherirse al vidriado. Este tipo de tecnolo-
de daños de agentes climáticos, mecáni- gías recibe el nombre de “warm edge”
cos o de uso. Estos plásticos son tratados (borde cálido).
para resistir los rayos UV y no contraerse
al estar expuestos al calor. El separador tiene una influencia sobre una
Influencia de los separadores en la banda de aproximadamente 64 mm más
cámara allá de sus propias dimensiones. Por lo
tanto la importancia relativa de estos de-
En la década de los 70’s los fabricantes de pende también de las dimensiones de la
aberturas comenzaron utilizando, separa- abertura.
dores extruidos de aluminio, por sus pro-
piedades estructurales, en las cámaras de Por ejemplo en una ventana de 0,8 m x
aire. Pero el aluminio es un excelente con- 1,2 m el cambio de separadores de alumi-
ductor del calor y por lo tanto se transfor- nio por otros más aislantes implica una
ma en el punto débil del cerramiento reducción de la transmitancia de aproxi-
múltiple. A su vez los separadores de alu- madamente 1 W/m2K. A su vez se aumen-
minio generan un riesgo mayor de ocu- ta la temperatura superficial interior
rrencia de condensaciones en los bordes (período frío) en la parte baja de la venta-
de la abertura. na, donde existen mayores riesgos de con-
densación.
Hoy en día existen otras alternativas que
permiten mejorar el comportamiento de los En los vidriados triples un 85 % de la me-
acristalamientos múltiples. Por ejemplo se jora en su comportamiento térmico es de-
utilizan metales menos conductores que el bido a la mejora en los separadores.
aluminio como el Acero Inoxidable. Tam-
bién se utilizan separadores vinílicos, de
fibra de vidrio o metálicos aislados inte-
riormente.
39
ii) Uso de distintos vidrios en un ambas situaciones: mayor aislación térmica

acristalamiento múltiple y mejor comportamiento frente a la radia-
ción. Se realiza agregando a una de las
En un vidriado múltiple es posible usar caras interiores del vidrio una capa de baja
vidrios coloreados (absorbentes o reflecti- emisividad
vos) con buenos resultados para evitar las
ganancias solares durante el verano, pero Posición del recubrimiento de Baja
como vimos, sólo los recubrimientos de Emisividad.
baja emisividad sirven para reducir signifi-
cativamente las pérdidas térmicas en in- En climas fríos la colocación de una capa
vierno, ya que las coloraciones no alteran de baja emisividad en la superficie exterior
los valores de transmitancia. del vidrio interior (capa 3) es recomendada
para maximizar las ganancias solares, dis-
Existen recubrimientos como los reflectivos minuyendo las pérdidas térmicas desde el
pirolíticos que pueden ser utilizados en la interior. Esta capa debería ser de Alta
cara exterior pero otros, como los deposi- Transmisión / Baja Emisividad.
tados por vacío (reflectivos blandos) o los Lo que ocurre en este caso es que el calor
de baja emisividad, tienen que estar en un que existe al interior del ambiente es irra-
espacio sellado y protegido. diado hacia el vidrio en longitudes de onda
larga de las que el vidrio absorbe parte
Generalmente encontramos vidrios dobles pero la capa de baja emisividad no emite,
con una lámina interior de vidrio monolítico por lo tanto es reirradiado al interior
estándar y una lámina exterior coloreada,
reflectiva o con ambas capas tratadas. La En climas calurosos la colocación del recu-
radiación solar es por lo tanto disminuida brimiento en la cara interior del vidrio exte-
antes de ingresar a la cámara y el calor rior (capa 2) es la mejor forma de reducir
efectivamente transmitido es en gran parte las ganancias radiantes. Esta capa debería
“detenido” por la cámara, el vidrio interior ser de Moderada o Baja Transmisión / Baja
y/o el recubrimiento de baja emisividad. Emisividad.
iii) Recubrimientos de baja emisivi- Es decir que el vidrio exterior recibe la

dad en la cámara (LOW E) energía solar incidente y parte de ella es
absorbida pero es emitida en mucho me-
Combinando acristalamientos aislantes con nor proporción al interior.
vidrios de alta performance como los de
baja emisividad se obtienen ventajas de
40
aún más la proporción de energía solar

incidente que es absorbida y transmitida
por el vidrio exterior con capa reflejante
hacia la cámara de aire y el vidrio interior.
1.3 Ultimas Tecnologías: Transparen-

cia variable.
Existen fabricantes que en climas fríos co-

Las investigaciones sobre transparencia
locan el recubrimiento también en la capa
variable cobraron importante desarrollo a
2 para disminuir las tensiones térmicas,
través de la introducción del término
también existen recubrimientos multiples
“cromogénia” en los trabajos de Lampert y
en vidriados triples.
Granqvist. Cromogenia es referida como la
disciplina que estudia los cambios de color
En climas fríos o en climas templados en
en el vidrio.
donde hay un período frío y otro caluroso
los acristalamientos con baja emisividad y
La característica principal de los materiales
alta, moderada o baja ganancia solar resul-
de transparencia variable es que presentan
tan en similares ahorros energéticos (de-
una modificación importante en sus pro-
pendiendo del uso y diseño de la
piedades ópticas en respuesta a cambios
envolvente). Los primeros tienen un mejor
ya sea en la intensidad luminosa, como
desempeño en invierno, y los de baja ga-
una variación de temperatura, un campo
nancia solar se destacan en verano.
eléctrico o a una inyección de cargas
Es decir que en el Uruguay no existirían
eléctricas.
reglas generales para la colocación de es-
tas capas; aunque en principio la fachada
1.3.1 Tecnología Termocrómica y
sur podría asimilarse a un clima frío (recu-
Termotrópica
brimiento en cara 3) ya que no recibe
ganancias solares significativas.
Los propiedades ópticas de estos materia-
les varían al cambiar su temperatura. Los
Existen hoy en el mercado acristalamientos
componentes a base de óxidos reciben el
que combinan el doble vidriado, los trata-
nombre de termotrópicos, mientras que los
mientos de baja emisividad y los vidrios
realizados a base de polímeros se denomi-
reflejantes. Estos productos disminuyen
nan termocrómicos.
41
Hay dos tipos de cristales líquidos que se

pueden usar en ventanas:
- “Guest Host”. El llamado anfitrión

huésped de moléculas de tinte dicroi-
cas con cristal líquido (displays y obtu-
radores ópticos)
- El tipo de cristales líquidos encapsula-
Fig. 40 Capas termocrómicas a partir de
polímeros e hidrogeles. dos y dispersos en polímeros (PDLC)
En estas soluciones de cristal líquido cuan-
Su problema radica en la dificultad de do el interruptor que genera un campo
dominar directamente el cambio de pro- eléctrico se apaga la ventana es blanca
piedades, por lo tanto se denominan tec- opaca translúcida y cuando el interruptor
nologías cromogénicas pasivas. se enciende las pequeñas gotas de cristal
líquido se alinean con el campo eléctrico y
Con el empleo de elementos de calefacción el vidrio es transparente.
transparentes, integrados como películas
entre las hojas del vidrio, las capas termo- El mayor problema de estas técnicas es el
crómicas pueden convertirse en sistemas elevado nivel de tensión requerido que
activos controlados a voluntad para calen- debe ser mantenido para conseguir el es-
tar el vidrio a diferentes temperaturas, tado transparente.
obteniendo así diferentes coloraciones.
Estos pueden ser realizados con membrana

(película de poliéster transparente con re-
cubrimiento proyectado) o con vidrios con
refracción en la cavidad
1.3.2 Cristales Líquidos
Estas tecnologías sí se consideran cromo-

génicas activas ya que responden a la
activación de un campo eléctrico que es Fig. 41– Tecnología de cristal líquido. Interior de
una cabina de tren con mamparas Privalite de
posible accionar voluntariamente. Saint Gobain activadas y desactivadas.
42
1.3.3 Tecnología Electrocrómica Transm.visual = 42%. Es decir que estos

cerramientos activos pueden tener una
Utilizan el fenómeno del electrocromismo capacidad de reflejar la radiación solar y
descripto por Plantt en 1961, donde la in- de transmitir la luz visible mayor a la de los
terrupción de una corriente eléctrica a tra- vidrios “estáticos”, ajustándose a los re-
vés de un material provoca un cambio en querimientos del momento.
su estructura química con consecuencias
en las características de transmisión espec- Al tener memoria pueden permanecer
tral. transparentes u opacos, sólo necesitan de
“La tecnología de vidrios y ventanas en energía eléctrica para hacer un cambio en
arquitectura está llegando a los límites de sus propiedades. Según investigaciones
la Física a la hora de mejorar la eficiencia realizadas por Karlsson las “smart win-
energética de los edificios. La utilización de dows” no ahorrarían energía en edificios
recubrimientos finos hace posible obtener residenciales en climas fríos, como tampo-
una emisividad cercana a 0 ... y los vidrios co lo hacen los vidrios de control solar (Re-
de control solar permiten una alta Trans- flejantes), ya que toda la energía solar
misión lumínica del orden del doble que la incidente es útil. Sin embargo en edificios
solar .... Un posible camino de mejora es comerciales con alta generación de calor
el desarrollo de ventanas de transmitancia interno o en climas cálidos, estos cerra-
variable “smart windows” a través de la
tecnología de capas electrocrómicas.” 1
Karlsson J., Control Systems & Energy Saving potential for
switchable windows. IBPSA Conference 2001. p 199-206
Los vidrios electrocrómicos son parte de

una familia de tecnologías cromogénicas
de control de luz. Ha sido desarrollada en
profundidad por el Laboratorio Lawrence
Berkeley en EE.UU. Son cerramientos acti-
vos, es decir que pueden variar sus pro-
piedades alterando su comportamiento
frente a la radiación solar. Es posible regu-
lar su transmisión lumínica entre un 15 a
un 50 % del total incidente y su factor
solar entre un 12 a un 44 %. Cabe recor-
dar que un vidrio reflectivo tiene aproxi-
madamente un FactorSolar = 27 % y Fig. 42- Tecnologías electrocrómicas E- control de Pilkington.
Distintas posiciones de transmisión de la radiación solar.
43
mientos resultan eficientes a la hora de investigadores son más sencillos de hacer

ahorrar energía. Su eficiencia radica en que los electrocrómicos.
poder detener la penetración de la radia-
ción solar cuando es necesario y a la vez
cambiar su comportamiento según lo re-
querido en horas en que el edificio no está
ocupado. Pero no resultan apropiados para
fachadas donde el sol no incide.
Los vidrios electrocrómicos pueden aso-

ciarse a sistemas “inteligentes” que regu-
lan necesidades de confort a partir de la
ocupación, temperatura interior, radiación
solar, resultando en un mayor ahorro
energético. Otro factor positivo al respecto
de esta tecnología regulable es que mejora
el confort por el poder que brinda al usua-
rio de adecuarlo a las condiciones busca-
das.
Las tecnologías electrocrómicas tienen a su

vez la ventaja de necesitar tensiones de 1
a 2 voltios, y debe aplicarse solamente
cuando se requiere un cambio de estado.
1.3.4 Tecnología Gasocrómica

Esta tecnología se encuentra en investiga-
ción en el Instituto Fraunhoffer en Alema-
nia. Se basa en la utilización de gases,
como por ejemplo oxígeno, que a través
de un catalizador es utilizado para teñir
una capa de óxido de tungsteno. Por lo
tanto no requiere energía eléctrica exte-
rior, lo que disminuye el número de recu-
brimientos y según manifiestan los
44
1.4 Tablas de Desempeño
Vidrios Simples
Tipo de vidrio Espesor Color Transmisión. % Reflexión Absorción Factor Transmitancia Fuente
mm. Lumin. UV Solar Solar % Solar % Solar U
Común 3 Claro 90 65 83 7 10 0.86 5.6 BIA S.A
Absorbente 3-5 Bronce 65 25 - - - 0.65 5.6 Viracon

Gris
Absorbente 3 Verde 75 - 52 42 6 0.70 5.6 BIA
Alta Permor- Viracon
mance
Reflectivo 5 Bronce 26 7 33 24 43 0.45 5.6 BIA

Capa Exterior
Capa Interior

Alta Transmi-
sión.
Capa Exterior
Alta Transmi-
sión
Capa Interior
Reflectivo 6 Claro 64 39 65 25 10 0.67 5.6 BIA
Alta Transmi-
sión
Capa Exterior
Reflectivo 6 Bronce 5 2 4 14 82 0.22 5.6 Viracon

Baja Transm
acero inox.
Capa Interior
Reflectivo 6 Evergreen 22 2 6 8 86 0.31 5.6 Viracon
Base Titanio
Capa Inteior
Existen vidrios reflectivos de muy bajo fac-

tor solar como el propuesto por la empresa
Viracon a partir de recubrimientos de acero
inoxidable pero que a su vez poseen una
muy baja transmisión de la luz visible.
45
Vidrios Múltiples
(ext-int) mm. Lumin. UV Solar Solar % Solar % Solar U
Común+ Cámara 4 + 12 + 4 Claro 80 46 70 13 17 0.76 3 BIA S.A
aire + Común
Absorbente+ cámara 4 + 12 +4 Bronce + 54 20 0.57 3 BIA S.A

aire + común claro
Absorbente+ 4+12+4 Verde + claro 70 15 0.55 3 BIA S.A

Cámara aire +
común
Reflectivo + cámara 6+12+6 Bronce/gris + 30 9 45 25 30 0.33 3 BIA

aire + cómun claro
Reflectivo + cámara 6+12+6 Claro + claro 58 8 52 28 19 0.59 3 BIA
aire+ común
Común + Cámara 4+12+4 Claro + Claro 70 - - - - 0.71 1.7 ^ Promedio

Argón EEUU
+Común c/ baja
emisividad de alta
ganancia solar
Común + Cámara 4+12+4 Claro + claro 70 - - - - 0.53 1.5 ^ Promedio
Argón + Común c/ EEUU
baja emisividad de
ganancia solar
moderada
Común c/ baja 4+12+4 Claro + claro 70 - - - - 0.39 1.5 ^ Promedio
emisividad de ga- EEUU
nancia solar baja +
cámara Argón +
común
Reflectivo 4+12+4 Color + claro 23 5 23 26 51 0.34 1.7 BIA S.A

+ cámara aire +
claro c/baja emisivi-
dad cara exterior
Reflectivo Alta 6+12+6 Color + claro 27 6 24 27 49 0.36 1.7 BIAS S.A
Transmisión +
cámar aire + claro
c/baja emisividad
cara exterior
Reflectivo 4+12+4 Claro + claro 35 11 33 28 39 0.46 1.7 BIA S.A

+ cámara aire +
claro c/baja emisi-
vidad cara exterior
Reflectivo Alta 6+12+6 Claro + claro 50 19 41 30 29 0.56 1.7 BIA S.A
Transmisión
+ cámara aire +
claro c/baja emisi-
vidad cara exterior
Absorbente + 4+12+4 Bronce/gris 40 13 37 10 53 0.51 1.7 BIA S.A

cámara aire + + Claro
claro c/ baja emisi-
vidad cara exterior
Triple Claro c / baja 4+ 12 + 4 Claro + Claro 65 - - - - 0.50 0.85 ^ Promedio
emisividad de +12 + 4 + Claro EEUU
ganancia solar
moderada
46
^ Los coeficientes de transmitancia marcados con este símbolo fueron hallados por la
norma Americana ASHRAE y convertidos a las unidades del sistema internacional. Aquí
se nos presenta el problema de no contar con normas y ensayos propios en nuestro
país.
Es claro a partir de estas tablas que los recubrimientos reflectivos y vidrios de color no
alteran la transmitancia del vidrio, unicamente es afectada sensiblemente por los vidria-
dos múltiples y recubrimientos de baja emisividad (es con esa función que fueron des-
arrollados).
La empresa BIA facilita el siguiente esquema que puede clarificar la comprensión de

estas Tablas:
Referencias :
Planibel (vidrio absorbente)
Stopsol (vidrio reflectivo)
Comfort (vidrio c/ recub. Baja emisividad)
47
Vidrios Laminados
mm. Lumin UV Solar Solar % Solar % Solar U
Claro + PVB + 33 Claro 88 4 79 7 14 0.83 5.6 BIA S.A
Claro
Claro + PVB + 66 Claro 85 3 69 7 24 0.75 5.5 BIA S.A

Claro
Reflectivo (cara 66 Bronce + 20 <1 24 27 49 0.37 5.5 BIA S.A
exterior) + PVB + claro
claro
Reflectivo (cara 66 Bronce + 24 <1 29 9 62 0.45 5.5 BIA S.A
interior) + PVB + claro
claro
Reflectivo Alta 66 Bronce + 35 <1 32 25 43 0.43 5.9 BIA S.A

Transmisión (cara claro
exterior) + PVB +
claro
Reflectivo Alta 66 Bronce + 40 <1 39 8 53 0.52 6 BIA S.A
Transmisión (cara claro
interior) + PVB +
claro
Reflectivo Alta 66 Claro + claro 62 <1 32 25 43 5.8 BIA S..A

Transmisión (cara
enxterior) + PVB
+ claro
Reflectivo Alta 66 Claro + claro 71 <1 62 15 23 0.68 5.7 BIA S.A
Transmisión (cara
interior) + PVB +
claro
Absorbente + 66 Bronce + 47 <1 42 5 53 0.56 5.5 BIA S.A

PVB + claro claro
Los vidrios reflectivos presentados en estas tablas que figuran como de alta transmitancia lumínica son
tipo Stopsol Supersilver de BIA S.A. Es necesario tener en cuenta que un vidrio de alta transmi-
tancia lumínica también tendrá un alto factor solar.
48
2 PLÁSTICOS zación. Pueden ser utilizadas de forma

vertical, horizontal, inclinada o curva.
Varios materiales plásticos han sido des-
arrollados para ser usados como cerra- En el mercado existen variantes en el mer-
mientos transparentes: cado con distintos tipos de estructura in-
terior y con distintos recubrimientos
2.1 Láminas Compactas similares a los empleados en los vidrios.
Poseen películas de protección contra los
Acrílico claro y tintado. Tiene una exce- rayos UV ( longitudes de onda < 0,385
lente transmisión de luz visible y una larga µm) en la cara externa, esto debe ser teni-
vida útil. Son más vulnerables al rayado do en cuenta a la hora del montaje. La
que el vidrio. empresa Polygal también promociona en
Acrílico traslúcido (arenado o esmerila- sus productos una película anticondensan-
do). te a base de siliconas para ser colocada
Poliéster. Es una película delgada y muy en la superficie interior.
transparente usada para dividir la cámara
de aire en un vidriado múltiple. De esta
forma está protegido del exterior y del
interior. Se puede adherir a una de las
caras de un vidrio existente.
Policarbonato compacto claro. Es
similar a una hoja de acrílico pero más
resistente y también más costoso.
2.2 Placa Alveolar de Policarbonato.
Fig. 43. Placa Alveolar de Policarbotanto.
Es más resistente que las hojas compactas

por poseer una estructura interna de rigidi-
Fig. 44 – Secciones de policarbonato alveolar. Empresa Polygal.
49
Estos productos poseen una transmisión en la placa de color claro de 4 mm. dismi-
lumínica similar a la del vidrio pero no así nuye a 0,76 luego de 10.000 horas de ex-
en nitidez ya que su estructura interior posición).
distorsiona en parte la visual.
Propiedades de las Placas Estandar (Poly- 2.3 Placa Alveolar de Policarbonato
glass). * de Desempeño Térmico Mejorado:
Tipo Transm. Factor U Selectogal ™ .

lumínica Solar (W/m2K)
claro 6 mm. 0.8 0.78 3.6 Posee una lámina corrugada diseñada para
claro 16 mm. 0.72 0.71 2.4 permitir la entrada de los rayos con ángu-
Opal 25 % 6 0.25 0.46 3.6 los de incidencia menores (invierno) y de-
mm.
Opal 25 % 16 0.25 0.44 2.4 tener en gran proporcion el pasaje de los
mm. que tienden a la normal (verano).
Bronce 42 % 6 0.42 0.53 3.6
mm.
Bronce 42 % 0.42 0.5 2.4 Placa Selectogal 10 mm (radiación inciden-
16 mm.
te normal 90º)
*Datos obtenidos en base a investigacio-

Transm. Refl. Transm. Refl. Factor U
nes del Lawrence Berkeley Laboratory
solar solar Visible Visible Solar W/m2K
EEUU
21 % 53 % 14 % 55 % 0.26 3
exterior. exteror.
Es necesario tener en cuenta que la trans-
31 % 34 %
misión lumínica disminuye con el tiempo
interior interior
de exposición (por ejemplo la transmisión
Se destaca que las propiedades de re-

flexión no son las mismas desde el interior
que las del exterior ya que la superficie es
diferente de cada lado de la placa.
Espesor U (W/m2 K)
10 mm. 3.2
16 mm. 2.9
Fig. 45. Comparación de la Transmitancia U de distintos tipos de
policarbonatos y vidrios. Se puede observar que los policarbonatos
de pared doble de espesores< 10 mm poseen una Transmitancia
mayor que la de un vidriado doble. En cambio una placa de policar-
bonato 10 mm de triple pared tiene una Transmitacnia menor. Thermogal ™ .
50
Placas de 25 mm. compuesta por 3 placas

y estructura interna en forma de X. Necesi-
ta una inclinación mínima de 5 º.
Tipo T visual U (W/m2 K)
Claro 25 0.55 1.76

mm.
Opal 25 mm. 0.32 1.76
51
3 Estructuras de las Aberturas compacta se desempeñará mejor que otro

con un perfil con muchas aletas y ondula-
3.1 Implicancias de Uso de distintos ciones.
materiales en los marcos.
El problema de las condensaciones en los
Como ya hemos visto los marcos de las marcos de aluminio llevó a los fabricantes
aberturas influyen sobre la Transmitancia a desarrollar marcos de aluminio más ais-
total del cerramiento . Calcular la transmi- lantes.
tancia de los marcos es una tarea muy
compleja ya que existen un gran número 3.1.2 Aluminio Aislado (Thermically
de diseños y en nuestro medio no existen broken).
herramientas para hacerlo.
Son marcos de aluminio en los que se ha
Por lo tanto nos concentraremos en des- introducido un material de baja conductivi-
cribir las principales características de los dad para aislar la cara exterior de la inter-
distintos tipos de marcos. ior. De esta manera se aprovechan las
ventajas del uso del aluminio, pero a la vez
3.1.1 Marcos de Aluminio: se mejora su desempeño térmico. Su efec-
tividad depende de la profundidad del ais-
El aluminio es fácilmente extruible a las lante en la dirección del flujo del calor.
formas complejas de los marcos; son du-
raderos y de bajo mantenimiento. Como Si los materiales aislantes no tienen un
todos los metales su principal desventaja espesor considerable dentro de la cavidad
radica en su alta conductividad. de la estructura metálica no es posible
El aluminio conduce: hablar de aluminio aislado.
4 veces más que el acero
200 veces más que el vidrio 3.1.3 Madera:
1200 veces más que la madera/PVC
Es el material tradicional para marcos de
Un marco de estructura metálica continua aberturas ya que posee buena trabajabili-
tiene un desempeño térmico pobre. dad y es un material disponible. Tiene un
buen desempeño térmico y con un buen
La resistencia térmica de un marco de diseño y mantenimiento es duradero; a
aluminio está más influenciada por su área mayor espesor de marco, mayor aislación
superficial que por su espesor. Por lo tanto proveerá. Es necesario considerar los mar-
un marco de aluminio con perfil de forma cos de madera con refuerzos o agregados
52
metálicos (en esquinas por ejemplo) ya 3.1.7 Compensados de madera.

que éstos pueden disminuir la performance
térmica, especialmente si el metal atravie- Tienen propiedades similares a los de ma-
sa el marco transversalmente uniendo la dera y a su vez se considera ambiental-
cara calienta a la fría y transformándose mente positivo ya que utilizan material que
en un puente térmico. de otro modo sería deshechado.
3.1.4 PVC – Polivinilo clorido 3.1.8 Cuadros Comparativos para dis-

tinto tipo de marcos.
Fabricados en PVC tienen buena resisten-
cia a la humedad y no requieren pintura, Realizados en base a la norma norteame-
por lo que son duraderos. Existen lamina- ricana de la NFRC.
dos para darles otras terminaciones (ma-
dera por ejemplo). En marcos vinílicos la Cuadro comparativo con vidrio simple
resistencia está dada por la distancia entre monolítico.
caras.
Tipo de Material Factor Solar U

3.1.5 PVC Aislado (W/m2ºC)
Aluminio 0.76 6.95
Aluminio Aislado 0.70 6.0
Las cavidades que pueda tener el marco y Madera 0.63 5.0
su relleno con materiales aislantes mejoran PVC 0.63 5.0
su desempeño. Cavidades profundas y PVC aislado ---- -----
Fibra de Vidrio ---- -----
largas pueden provocar corrientes convec- Aislado
tivas no deseadas, por lo tanto es mejor Compensado de 0.63 5.0
Madera
crear células más pequeñas dentro del
marco que reduzcan el intercambio por Fuente www.efficientwindows.org
convección. Este tipo de marcos son utili-
zados con vidrios de alta performance (ba- Nota: Los valores en PVC y Fibra de Vidrio
ja emisividad, reflejantes). Aislado no se presentan porque se consi-
dera que no es recomendable la utilización
3.1.6 Fibra de Vidrio (Aislado). de estos marcos aislados con vidrio de baja
Son similares a los de PVC aislados; tienen performance como los vidrios monolíticos
sus cavidades rellenas con materiales ais- simples.
lantes.
53
Cuadro comparativo con vidrio doble hablamos anteriormente - Pág 40 -. Recor-
común demos que estos son separadores más

Fuente www.efficientwindows.org aislantes como por ejemplo plásticos, es-
Tipo de Material Factor Solar U (W/m2K) puma o aluminio aislado.
Aluminio 0.68 4.39

Los siguientes esquemas nos muestran
Aluminio Aislado 0.62 3.55
Madera 0.56 2.72 cómo distintos cambios en la parte opaca
PVC 0.56 2.72 de una ventana modifican sus propiedades
PVC aislado 0.59 2.45
térmicas.
Fibra de Vidrio 0.59 2.45
Aislado
Compensado de 0.56 2.72 Todos los análisis fueron llevados a cabo
Madera
por el Centre for Window and Cladding de
la Universidad de Bath en aberturas do-
A modo de comparación podemos decir bles: vidrio 4mm + cámara de aire 8mm.
que los valores mínimos de U experimen- + vidrio 4 mm y la superficie exterior del
tados en vidrio doble por estos ensayos vidrio interior (3) posee un recubrimiento
son con PVC y Fibra de Vidrio aislado en de baja emisividad. La temperatura exte-
vidrios dobles de baja emisividad y baja rior se consideró a –5ºC y la interior a
ganancia solar: U = 1.45 W/m2K 20ºC.
Incluso en vidriados triples de baja emisi-
vidad se llega a valores de U = 0,94 Caso 1. Marco de aluminio con un área
W/m2K superficial externa minimizada y aislamien-
to discontinuo. – Umarco=4.70W/m2K
3.1.9 Estudios Específicos
La transferencia de calor es mayor en el

camino en el que encuentra menor resis-
tencia. El elemento más débil de una pared
es usualmente la ventana y dentro de ésta
el marco es importante.
En el marco de un vidriado doble el punto

más debil es el separador de aluminio. Es Caso 2. El mismo marco pero con un área
por eso que se desarrolló la tecnología de superficial interior mayor. La transmitancia
borde cálido (warm edge) de la que U será mayor, pero también es mayor la
54
temperatura superficial interior debido al caso), por las propiedades térmicas de la

mayor espesor de la cavidad) – disminu- madera. El valor de la transmitancia U es
yendo así los riesgos de condensación. - mejor, incluso aunque el marco sea de
Umarco=5.25W/m2K poco espesor. - Umarco=3.65W/m2K
Caso 3. El marco es el mismo del anterior Caso 5. El mismo marco de madera pero
pero aquí se utiliza un separador de alumi- revestido en aluminio. El valor de U es
nio aislado en la cámara de aire. La tempe- aumentado por este revestimiento que
ratura en el borde del vidrio es 1.6ºC está en contacto directo con la madera y el
mayor y el valor de U es mejorado. Este borde del vidrio.
marco tiene la misma transmitancia térmi- Umarco=4.30W/m2K
ca que el nº 1 pero menor riesgo de con-
densación, esto significa mejor desempeño
térmico.
Umarco=4.70W/m2K
Caso 6. Un marco de aluminio sin aislar

Caso 4. Un marco de madera común. Las con un revestimiento de madera interior. El
temperaturas interiores son sensiblemente marco es térmicamente pobre. - Umar-
superiores que en el caso del aluminio (1º co=5.45W/m2K.
55
Caso 9. El mismo marco de PVC pero con

separadores de aluminio aislado en la cá-
Caso 7. El marco considerado en 5 pero
mara. El valor de U se reduce significati-
con un separador de aluminio aislado en la
vamente y la temperatura del borde del
cámara. El valor de U mejora, particular-
vidrio aumenta en 1.6º C. Umar-
mente en el borde del vidrio.
Umarco=3.75W/m2K co=2.25W/m2K
Caso 8. Marco de PVC . El valor de U es Caso 10. Marco de aluminio sin aislar con
bajo debido a la presencia de cámaras de un revestimiento de PVC al interior. Su
aire dentro del marco. En el análisis es valor de U es similar al aislado pero las
necesario considerar los refuerzos de metal temperaturas en el borde del vidrio son
en las cavidades más grandes. - Umar- inferiores.
Umarco = 4.75W/m2K
co=2.60W/m2K
56
De estos estudios se concluye que “ Es

mejor utilizar la mayor proporción posible
de materiales aislantes. El uso del aluminio
puede ser perjudicial a la performance
térmica si es más que el revestimiento de
protección exterior del marco. La tecnolo-
gías de separadores aislantes son más be-
neficiosos al desempeño global si la cara
exterior del cerramiento es de aluminio”.
Caso 11. Marco compuesto de PVC y alu-
minio similar al del caso 10 pero con una 3.2 Implicancias Térmicas de los Ti-
sección mayor de PVC. El valor de U es pos de Aberturas
mejorado pero las temperaturas del borde
del vidrio siguen siendo pobres. Las aberturas fijas tienen generalmente
Umarco=3.95W/m2K
una menor proporción de estructura (mar-
co), por lo tanto tendrán un factor solar
mayor debido a su menor área de marco.
En el caso que el vidrio fijo sea de alta
performance térmica, como los ya vistos,
tendrá a su vez un menor coeficiente de
transmitancia. Las aberturas fijas poseen
bajas tasas de infiltración, pero a su vez no
ofrecen una ventilación natural adecuada.
Caso 12. El mismo marco que el anterior
pero con separadores de aluminio aislado. Los tipos de movimiento de una abertura
Se reduce aún más el valor de U y se me- (batiente – pivotante – corrediza) tienen
jora la temperatura del borde del vidrio. poco efecto en el coeficiente de transmi-
Umarco =3.50W/m2ºK tancia y en el factor solar del cerramiento,
en cambio es de gran importancia al consi-
derar las tasas de infiltración y las formas
de ventilación.
57
Reflexiones finales ...
“Tras analizar la apabullante oferta de

soluciones estéticas, compositivas, téc-
nicas y comerciales no cabe esperar el
hallazgo de un acristalamiento maravi-
lloso, de gran complejidad, piedra filo-
sofal que resuelva la totalidad de los
problemas de este tipo de fachada. La
solución debe hallarse en la combina-
ción de diferentes recursos, en una
construcción multicapa y en resolver
con planteamientos arquitectónicos
sencillos, complejos problemas como
los enunciados, buscando en la ventila-
ción y en soluciones tradicionales algu-
nas respuestas abarcables desde una
arquitectura que no resiste recurrir a la
alta tecnología”
Revista Tectónica 10, Vidrios I. Pág 23
El objetivo de la próxima parte de este

trabajo será la elaboración de estrategias
concretas para el diseño de cerramientos
transparentes a partir de las distintas tec-
nologías analizadas en este trabajo consi-
derando los factores fundamentales para el
ahorro energético.
58
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http://windows.lbl.gov
- Viracon. Catálogo de Productos.
60

11 Cerramientos Transparentes y Ahorro Energético en El Uruguay

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Cerramientos Transparentes y

Ahorro Energético en el Uruguay

Guillermo Probst - Arq. Alicia Picción

DE. C. C. A - Departamento de Clima y Confort en Arquitectura -

Consejo Facultad de Arquitectura

ucpc / Unidad de Comunicación y Producción Cultural

2. Definición de Cerramientos Transparentes. 10

3. Fundamentos Teóricos para su estudio. Comportamiento Energético 10

II - Tipos de Materiales Transparentes

1. Vidrios. Propuesta de Clasificación 29

1.3 Ultimas Estrategias Tecnológicas: Transparencia Variable 41

1.4 Tablas de Desempeño 45

2.1 Láminas compactas: Acrílico, Poliester, Policarbonato 49

3.2 Implicancias térmicas de los tipos de aberturas 57

Parte I atribuyen su invento a los fenicios y a la

A lo largo de la historia el desarrollo de la

por estirado - en 1830 se había inventado como la de Paris (Fig. 3) o el Palacio de

A comienzos del siglo XX el vidrio ya era el

La historia del edificio tipo rascacielos, por

Podemos dar una idea del desarrollo que

la evolución de la tecnología del vidrio

En resumen, la fascinación que ha produ-

desde sus comienzos a propuestas arqui-

Fig.5. Edificio Seagram. Referencia de los rascacielos de

uso de energías “artificiales” (electricidad,

Con respecto a la Energía es necesario

En invierno la baja temperatura superficial

Como hemos mencionado estos potencia-

res de nuestro medio sobre las implican-

Es necesario tener en cuenta que en las

2. Definición de Cerramientos Trans- rencia de calor por conducción, dada su

Los cerramientos transparentes afec- de aire y ventilación son temas extrema-

Este concepto representa el flujo de calor

Fig. 13 - Esquema de pérdidas térmicas de un vidrio doble. En

Cada una de éstas depende de las caracte-

Este valor U es la forma estandarizada de a las ondas cortas (permiten la entrada de

El vidrio y los cerramientos transparentes, El coeficiente de Transmisión de calor

frío al exterior el calor se pierde con facili- Área vano

dad a través de éste.

Este inconveniente motivó la investigación

- U del centro del vidrio – plástico o madera la resistencia está dada

El U del centro del vidrio depende de su

- U del borde de vidrio –

3.3.1 Espectro Solar

El Sol emite energía en un espectro conti-

3.3 Comportamiento ante la Radia- La radiación solar total es recibida de for-

Como podemos apreciar en el gráfico la absorción, reflexión y transmisión. Estos

Existen entonces espectros confina-

3.3.2 Características Físicas

Fig. 18 - Distribución de la energía incidente en un vidrio. Las

Cuando un rayo de energía llega a un te Pág. 10 (dependen de viento,

iv) Emisividad Es el ángulo existente entre el rayo de

La emisividad de un cuerpo negro perfecto

que se transmite del aire al vidrio (con en la jardinería y agricultura. Es un princi-

diferencia de temperaturas entre ambos calefacción de los ambientes a través de

cuerpos (aire – vidrio) grandes vidrieras bien orientadas. Pero

En el segundo caso la radiación emitida debe tenerse precaución en regiones cáli-

hemos visto, el vidrio no es transparente a elevado consumo energético para subsa-