10.5: Avances en Tecnologías de Ventanas (I)

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La investigación en el pasado reciente condujo al desarrollo de vidrio y películas de baja emisividad o "low-e” que controlan la ganancia y pérdida de calor, reducen el deslumbramiento, minimizan la decoloración de la tela, brindan privacidad y ocasionalmente brindan mayor seguridad en zonas de viento, sísmicas y otras zonas de alto riesgo. Las aplicaciones de nueva construcción y reemplazo de ventanas suelen usar acristalamiento con estos recubrimientos.

Algunos recubrimientos de baja emisividad y películas de control solar reducen la ganancia de calor solar sin afectar excesivamente la transmisión de luz visible. Estos incluyen vidrios tintados y recubrimientos espectralmente selectivos, que transmiten luz visible mientras reflejan la porción infrarroja de la luz solar.

Muchos recubrimientos o esmaltes espectralmente selectivos también tienen algunas propiedades de baja emisividad.

Tipos de Acristalamiento

El acristalamiento moderno de ventanas se divide en tres categorías:

Vidrio alterado química o físicamente
Vidrio o películas revestidas
Ensamblajes de varias capas con o sin alguno de los dos primeros elementos.

Vidrio alterado química o físicamente

Tinting — Una de las tecnologías de ventanas más antiguas de todas las modernas. En condiciones favorables, el teñido puede reducir la ganancia de calor solar durante la temporada de enfriamiento en 25 por ciento a 55 por ciento. El vidrio tintado se realiza por alteración de las propiedades químicas del vidrio. Tanto el laminado de vidrio como el plástico pueden estar teñidos.

Los tintes absorben una porción de la luz solar y el calor solar antes de que pueda pasar por la ventana hasta la habitación. Los esmaltes tintados reducen estos últimos en 25 a 55 por ciento. El vidrio tintado “absorbente de calor” maximiza su absorción en parte o todo el espectro solar. Desafortunadamente, la energía absorbida a menudo se transfiere por radiación y convección hacia el interior.

Vidrio o Películas Recubiertas

Revestimientos Espectralmente Selectivos

Los recubrimientos o tintes selectivos espectralmente reducen la transmisión de la luz infrarroja (calor) al tiempo que permiten el paso de luz relativamente más visible (en comparación con el vidrio teñido de bronce o gris).

Para edificios que utilizan luz diurna para la iluminación, una ventana espectralmente selectiva es una buena opción. El vidrio espectralmente selectivo también absorbe gran parte de la porción ultravioleta (UV) del espectro solar.

En una ventana de múltiples paneles, funcionan mejor como la lámina de acristalamiento más externa. El rendimiento térmico aumenta cuando se combina con un recubrimiento de baja emisividad. Los recubrimientos selectivos espectralmente a menudo tienen un tinte azul claro o verde.

Recubrimientos de baja e

Los recubrimientos de baja emisividad y reflectantes suelen consistir en una capa de metal de unas pocas moléculas de espesor. El grosor y reflectividad de la capa metálica (revestimiento Low-E) y la ubicación del vidrio al que está unido afectan directamente la cantidad de ganancia de calor solar en la habitación.

La mayoría de los fabricantes de ventanas ahora usan una o más capas de recubrimientos de baja emisividad en sus líneas de productos. Cualquier recubrimiento de baja emisividad es aproximadamente equivalente a agregar un panel de vidrio adicional a una ventana.

Los recubrimientos de baja emisividad reducen la transferencia de calor IR de 5 a 10 veces. Cuanto menor sea el valor de emisividad (una medida de la cantidad de transmisión de calor a través del acristalamiento o revestimiento), mejor será el material que reduce la transferencia de calor desde el interior hacia el exterior.

La mayoría de los recubrimientos de baja emisividad también reducen ligeramente la cantidad de luz visible transmitida a través del acristalamiento en relación con el vidrio transparente. El Cuadro 10.5.1 da los valores de emisividad para diferentes tipos de vidrio.

Cuadro 10.5.1. Valores de emisividad para diversos recubrimientos de baja emisividad

Tipo de recubrimiento	Emisividad
Vidrio transparente, sin recubrimiento	0.84
Vidrio con una sola capa dura low-e	0.15
Vidrio con una sola capa suave low-e	0.10

Hay tres tipos de recubrimientos de baja emisividad disponibles: recubrimientos blandos y duros y espejo térmico.

La capa blanda se aplica a la superficie de un vaso a temperaturas más bajas. No es lo suficientemente resistente como para estar expuesto a los elementos, por lo que solo se usa en las superficies internas de las ventanas que no están expuestas a los elementos.
La capa dura se produce fusionando óxido metálico a la superficie caliente del vidrio durante la fabricación y se encuentra principalmente en ventanas de tormenta y paneles de energía removibles. La capa dura se aplica sobre la superficie del vidrio a alta temperatura. Una capa es aproximadamente 1/10,000 del diámetro de un cabello humano. La capa dura no es tan eficiente energéticamente como la capa blanda, pero es lo suficientemente resistente como para usarse en superficies expuestas a los elementos. Ambos tipos de recubrimientos de baja emisividad (dentro de conjuntos de acristalamiento aislados) suelen durar de 10 a 50 años.
Heat Mirror es un producto patentado que se aplica a una fina lámina de poliéster suspendida entre los dos paneles de la ventana de doble panel. El recubrimiento refleja el calor radiante mientras que la lámina disminuye la pérdida de calor al dividir el espacio de aire en dos.

Información adicional

Los únicos recubrimientos espectralmente selectivos ahora disponibles son los recubrimientos de baja emisividad modificados de capa blanda. Las propiedades selectivas de los recubrimientos se determinan modificando el grosor del recubrimiento y el número de capas. Un acristalamiento tintado espectralmente selectivo con una capa dura pirolítica sirve para un propósito similar. Estos recubrimientos duros espectralmente selectivos están actualmente en desarrollo.

Películas Aftermarket - Las películas “Aftermarket” están disponibles para su aplicación en ventanas existentes. Son relativamente fáciles de aplicar en acristalamiento de hasta 36 pulgadas cuadradas. A menudo se aplican al vidrio con un adhesivo soluble en agua. Para reducir la posibilidad de burbujas y arrugas en ventanas grandes, tenga la película instalada profesionalmente. La mayoría de las películas deben aplicarse a la superficie interior del vidrio ya que pueden dañarse fácilmente por el clima.

Si planea instalar la película usted mismo, tenga cuidado de seleccionar la película adecuada para sus necesidades y comprenda todas las direcciones antes de comenzar. Las películas plásticas generalmente duran alrededor de 8 a 10 años antes de que comiencen a verse desgastadas.