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Breves apuntes sobre cerramientos y eficiencia energética

La actualidad nos va marcando día a día los temas que debemos conocer para mantener un mínimo de coherencia en nuestras conversaciones comerciales. Somos profesionales de los cerramientos acristalados y además de series y de sistemas de apertura, ahora es preciso que sepamos de momentos de inercia, de canales y de herrajes, de factor solar, de transmitancias y, cómo no, de eficiencia energética. Este artículo pretende tan solo trazar unos breves apuntes sobre esta última cuestión tratando de dar respuesta a algunas preguntas que en algún momento, como profesionales, debemos plantearnos.

¿Qué se le pide a una ventana? ¿Cuáles deben ser sus funciones?

Parece evidente que una ventana es, en primer lugar, un dispositivo de comunicación con el exterior, y debe ser diseñada de forma que permita, regule o impida, la entrada de la luz y de los rayos solares. Es su función esencial. Como hueco de la envolvente evita que las edificaciones sean ciegas.

Se ha dicho, desde la óptica de la conservación de la energía, que la ventana es la parte más débil de la envolvente. Que por los huecos se va el calor, pero, si no fuera por la ventana, ¿qué me dicen de ese sol de las mañanas de enero que calienta e ilumina las casas? Pero también le pedimos a la ventana que permita ventilar y renovar el aire interior y que, al mismo tiempo mantenga o limite la temperatura ambiente interior. Quizás estaría mejor decir, que una ventana debería ayudar a controlar y regular la entrada de aire y luz, y la temperatura ambiente interior. Dadas las variadísimas características climáticas de nuestras latitudes y altitudes, requerimos de una ventana una multifunción. Que caliente en invierno y que no caliente en verano. Que se pueda abrir de par en par o sólo parcialmente. Esto además puede estar complementado por los denominados elementos de protección solar y, deberíamos añadir, de protección del frío, como son las persianas y las contraventanas.

Entonces ¿qué es una ventana energéticamente eficiente?

En una definición de urgencia podríamos decir que una ventana energéticamente eficiente es una ventana que contribuye lo necesario al ahorro de la demanda energética de una vivienda. A veces, guiados por la loable intención de limitar al máximo esa demanda energética podríamos estar tentados a instalar ventanas de prestaciones térmicas por encima de lo necesario. Lo cual repercutiría en un coste más alto y se resentiría la eficiencia. Porque, recordemos, la eficiencia se define como la mejor relación entre el coste y los resultados obtenidos. Por tanto, las ventanas eficientes deben ser las adecuadas. No hace falta que sean las mejores ventanas del mundo ni las más caras. Sin embargo, la eficiencia no sólo se limita a minimizar la factura de calefacción, a ahorrar en el recibo de la luz, hay que tener en cuenta también la factura energética del país, que se paga entre todos, y por tanto habrá que tener en cuenta los costes energéticos de los componentes de la ventana y sus posibilidades de reciclado, su impacto ambiental y su ciclo de vida. Todo ello tiene que ver con la eficiencia energética de la ventana.

Y en este contexto, ¿qué es mejorar la eficiencia energética de un edificio?

Recientemente he leído una definición que creo recoge todos los conceptos a tener en cuenta: mejorar la eficiencia energética consiste en reducir el consumo de energía, manteniendo los mismos servicios energéticos, sin disminuir el confort ni la calidad de vida, asegurando el abastecimiento, protegiendo el medio ambiente y fomentando la sostenibilidad.

¿Qué factores están relacionados con la eficiencia energética de una ventana?

Poco a poco nos hemos ido acostumbrando a los valores de consumo expresados en Kwh/m². Desde 2006 en que entró en vigor el CTE nos hemos familiarizado con los valores U, como expresión de la cantidad de calor que atraviesa una ventana. Pero, sin olvidar el valor U, hay que ir más allá. En lo que atañe a las ventanas, la demanda energética de una estancia expresada en Kwh/m² depende de la transmitancia térmica de la ventana (Uw), la permeabilidad al aire y el factor solar. Es el conjunto que hace una vivienda eficiente. Junto, claro está, a la eficiencia de las unidades de consumo activo de energía y al buen aislamiento del resto de envolvente, suelos y cubiertas. Como acabamos de señalar, los tres factores básicos que determinan la eficiencia energética de una ventana son: el factor solar, la permeabilidad al aire y la transmitancia térmica. Recordemos que el factor solar viene dado por la relación entre la cantidad de energía solar que atraviesa el vidrio y la cantidad de energía solar que incide sobre el vidrio. Es decir cuanto menor sea el factor solar (g) menor cantidad de energía solar atravesará la ventana. Por el contrario, la permeabilidad al aire de una ventana debe tener una cualificación máxima. No tenerla provoca renovaciones de aire no deseadas que implican consumo de energía. Si la ventana es permeable –no cierra bien- se nos escapa el aire caliente. Finalmente, la transmitancia térmica expresa la cantidad de calor que atraviesa una ventana por unidad de superficie y grados de temperatura.

Los componentes de una ventana y su eficiencia

Todos los componentes de una ventana tienen su influencia en la eficiencia energética. Unos de forma inmediata y otros a lo largo de la vida útil e incluso después de ésta. Vidrios, marcos, juntas, herrajes, perfiles intercalarios, etc.

Vidrio

Si nos fijamos en cualquier ventana, el vidrio ocupa la mayor parte de la superficie, y oscila entre el 65% y el 80% de la misma. De manera intuitiva podemos ver la gran influencia que van a tener los dos factores se refieren al vidrio: su factor solar y su transmitancia térmica. Pequeñas variaciones en estos factores adquieren gran importancia cuando los multiplicamos por la superficie que ocupa el material. Reconozco que la primera vez que escuché en este ambiente profesional una mención al “factor solar” creí que alguien estaba explicando una anécdota sobre una crema bronceadora. Ahora, sin embargo manejo cada día el concepto, bastante intuitivo, de este importante factor. Porque no siempre un factor solar bajo será lo más adecuado: depende de la zona geográfica y de la orientación del cerramiento. En una zona climática fría donde al cabo del año predominan los días con necesidad de calefacción, resultará más eficiente un acristalamiento con alto factor solar. Se necesita que el sol colabore en calentar las estancias. Por lo contrario en climas cálidos un vidrio de bajo factor solar ayuda a que las habitaciones se calienten menos por el efecto del sol. También habrá que tener en cuenta de que la orientación de las fachadas de un edificio va a repercutir sobre la exigencia de eficiencia energética de sus ventanas. Por lo que respecta a la transmitancia térmica cuanto menor sea el valor Ug del vidrio menor será la cantidad de calor que lo atraviesa y esto es válido tanto en zonas frías como en zonas cálidas. Las habitaciones se enfrían o calientan más lentamente con una transmitancia baja de los vidrios y ahí es donde entran en juego las unidades de vidrio “bajo emisivo”.

Marcos

La superficie ocupada por los marcos oscila entre el 20% y el 35% y, por tanto, su influencia en la transmitancia térmica de la ventana es bastante menor y viene expresada por la fórmula:Uw = (Ag * Ug + Af * Uf + lg * ψ) / (Ag +Af).

Donde: A = Superficie U = transmitancia l = longitud Ψ= coeficiente del intercalario Subíndices: w = window (ventana) g = glass (vidrio) f = frame (marco)

Los sistemas de aluminio con rotura de puente térmico (RPT) son los más utilizados y aportan la solución idónea para cada caso. Los valores de Uf que se consiguen pueden ser del mismo rango que los alcanzados con otras soluciones en los que no se utilice el aluminio. Tampoco hace falta, en aras a la eficiencia, utilizar siempre soluciones con valores mínimos de Uf. No todas las zonas climáticas tienen la misma exigencia. La búsqueda de la eficiencia nos dice que las prestaciones de la carpintería deben ser acordes con lo que se requiera en cada zona. Por lo que respecta a la permeabilidad al aire, los marcos y hojas de aluminio con RPT son la solución ideal para garantizar el cumplimiento de la normativa, por su larga duración y su bajo coeficiente de dilatación, que mantiene inalteradas las ventanas de aluminio a lo largo del tiempo.

Juntas de estanquidad

Juegan un papel importante sobre todo en relación a la permeabilidad a lo largo de la vida útil de la ventana. Es primordial que estén fabricadas con un material que pueda garantizar su resiliencia, y no deben deformarse con el uso. En efecto, la deformación permanente acarreará entradas de aire en detrimento de la eficiencia.

Intercalarios

Como se indica en la fórmula de cálculo de la transmitancia Uw, la transmitancia depende del marco utilizado, del cristal, y hay un tercer factor Ψg que depende del tipo de perfil intercalario utilizado. Esta fórmula, ya está adaptada a la normativa europea y, en función del perfil intercalario utilizado, puede llegar a tener un peso bastante importante en el global de la transmitancia. Conviene destacar que este tercer factor, en caso de utilizar un perfil intercalario llamado Warm Edge (de alta eficiencia térmica), permite reducir la transmitancia del intercalario hasta en un 10%, comparándolo con el perfil clásico de aluminio. En otros países de Europa se están utilizando cada vez más estos perfiles intercalarios térmicos, para poder conseguir unos valores de transmitancia, realmente bajos. El uso de estos perfiles térmicos dentro del acristalamiento, podríamos asimilarlo intuitivamente a una RPT específica del acristalamiento.

Herrajes y accesorios

¿Y qué decir de los herrajes? Cada vez son más funcionales y permiten regular las aperturas y cierres de las ventanas con gran precisión. Incorporan en muchos casos la domótica, que permite su accionamiento automatizado y programado, lo cual incrementa el confort y permite aumentar la eficiencia energética. Los accesorios bien diseñados y de buena calidad dan idea de la permanencia de las prestaciones que tanto ha costado conseguir. Garantizan su durabilidad.

Que la instalación no nos haga perder la eficiencia La ventana con mejores prestaciones puede no servir de nada si no está instalada correctamente. Habrá pues que evitar los puentes térmicos, controlar las fugas de aire y utilizar materiales aislantes que no pierdan prestaciones con el tiempo. Y hacer que la instale un auténtico profesional. Nos va en ello la eficiencia.

Factura energética

Cuando hablamos de factura energética nos referimos a la contribución al gasto energético del país. Trasciende a lo que puramente aporta la ventana. Pero no es tema trivial. En el entorno de una ventana se puede contribuir a reducirla. Los elementos de protección solar, contraventanas, mallorquinas, envolventes de fachadas inteligentes que se adapten a las horas de insolación o a los cambios de temperatura exterior pueden contribuir a que la demanda energética del edificio disminuya. Finalmente hay que señalar que el análisis del ciclo de vida de los productos utilizados va a ser un factor a tener muy en cuenta. La utilización de productos de aluminio con capacidad de reciclaje total debería ser considerada desde hoy. Puede representar un ahorro muy importante de una factura que pagamos entre todos.

Artículo escrito por Jordi Piñol (Technoform Bautec) y Jon Olabarria (AEA) en el número 76 de la Revista ALUMINIO

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