Cantos en el vidrio

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En nuestra línea de artículos destinados a informar sobre los vidrios, hablamos de los elementos característicos del vidrio. Agradecemos a Guardian Sun por la información facilitada.

Los cantos del vidrio:

El tipo de canto del vidrio terminado puede afectar al rendimiento estructural a largo plazo del sistema de acristalamiento. El objetivo de esta tabla es mostrar los los diferentes tipos de cantos es ayudar a los profesionales, a la hora de entender las aplicaciones más habituales.

Diagrama del borde Descripción Aplicación habitual
pulido industrial vidrio Pulido industrial plano Acristalamiento estructural de silicona con bordes al descubierto
pulido brillo Pulido brillo plano Acristalamiento estructural de silicona en el que el tipo de borde influye en la estética
pulido industrial redondo Pulido industrial redondo Espejos, vinilo decorativo para muebles
pulido brillo redondo Pulido brillo redondo Espejos, vinilo decorativo para muebles
inglete pulido industrial Inglete pulido industrial Acristalamiento estructural de silicona
bisel vidrio Bisel Espejos vidrio decorativo para muebles
canteado vidrio Canteado Tratamiento de borde normal del vidrio tratado térmicamente

Una de las preguntas más realizadas por nuestros clientes es sobre las propiedades térmicas y acústicas de las diferente composiciones de vidrios en ventanas. Te recordamos este enlace donde podrás encontrar ejemplos de vidrios y sus valores térmicos y acústicos.

Tipos de vidrio

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La elección del vidrio y su adecuada combinación pueden ser decisivas para el éxito de un proyecto,

Os mostramos a continuación los distintos tipos de vidrio con información relevante sobre su proceso de fabricación, rendimiento y cualidades. Incluimos ilustraciones que muestran cómo se pueden combinar los distintos tipos de vidrio para obtener las prestaciones de calor, luz y aislamiento deseadas.

Vidrio recocido

El vidrio flotado que no ha sido templado ni termoendurecido se conoce como vidrio recocido. El recocido es el proceso de enfriamiento controlado que evita la tensión residual en el vidrio, y es inherente al propio proceso de fabricación del vidrio flotado. El vidrio recocido se puede cortar mecanizar, taladrar, biselar y pulir.

Vidrio termoendurecido

El vidrio termoendurecido se somete a un ciclo de calentamiento y enfriamiento y suele ser el doble de fuerte que el vidrio recocido del mismo espesor y configuración. El vidrio termoendurecido debe cumplir todos los requisitos de la norma EN 1863: Partes 1 y 2 Este tipo de vidrio tiene una resistencia mayor a las cargas térmicas que el vidrio recocido y cuando o rompe una vez instalado, los fragmentos suelen ser más grandes que las del vidrio templado No tiene la resistencia del vidrio templado, y está destinado a aplicaciones que no exigen ningún producto de seguridad, puesto que el vidrio termoendurecido no lo es, tal como se define en las leyes y normas europeas para la construcción Esto tipo de vidrio se destina al acristalamiento general, cuando es necesaria una resistencia adicional para soportar la presión del viento y la tensión térmica.  El vidrio termoendurecido no se puede cortar ni taladrar, una vez que ha sufrido el proceso de termoendurecido, ni puede modificarse (pulido de cantos, pulido con chorra de arena o grabado al acido, por ejemplo) ya que esto podría debilitar y causar dañoos prematuros.

Vidrio templado

El vidrio templado térmicamente es aproximadamente cuatro veces más resistente que el vidrio recocido del mismo espesor y configuración, y debe cumplir todos los requisitos de la norma EN 12150: Partes 1 & 2. Si se rompe, lo hace en fragmentos relativamente pequeños, que no causarían heridas graves. El proceso de producción del vidrio templado térmicamente supone calentar el vidrio a más de 600° C para a continuación, volver a enfriarlo rápidamente de manera que se cierren las superficies del vidrio en un estado de compresión y el centro en un estado de tracción, tal como se muestra en el diagrama. El vidrio templado se suele llamar «vidrio de seguridad» porque cumple los requisitos de las distintas leyes y normas de construcción europeas que establecen los estándares para el vidrio de seguridad. Este tipo de vidrio está destinado al acristalamiento en general y de seguridad, por ejemplo, puertas correderas, entradas de edificios, mamparas de baño y ducha, divisiones interiores y otros usos que requieren una mayor resistencia y seguridad. El vidrio templado no se puede transformar, es decir, cortar, taladrar ni biselar, una vez que se ha templado ni puede ser modificado, por ejemplo, pulido con chorro de arena o grabado al ácido, ya que esto podría debilitarlo y causar daños prematuros.

Vidrio templado tensión

Vidrio laminado

El vidrio laminado es el resultado de la unión permanente de dos o más hojas de vidrio con una o varias capas intermedias de polivinilbutiral (PVB) mediante calor y presión. El vidrio y las capas intermedias (intercalario) ofrecen una gran variedad de colores y espesores destinados a cumplir las normas y requisitos de la construcción. El vidrio laminado se puede romper, pero los fragmentos suelen adherirse a la capa de plástico (PVB) y permanecen intactos en gran medida, lo que reduce el riesgo de lesiones. El vidrio laminado se considera un «vidrio de seguridad» porque cumple los requisitos establecidos en las diferentes leyes y normas europeas para la construcción. El vidrio termoendurecido y el vidrio templado se pueden incorporar a unidades de vidrio laminado para reforzar aún más la resistencia frente a impactos. La protección contra las ondas expansivas de bombas, la atenuación acústica y la protección antibalas o de seguridad son los usos principales del vidrio laminado.

Vidrio laminado esquema

Vidrio aislante

El vidrio aislante consiste de dos o más hojas de vidrio selladas por los bordes con un espaciador perimetral que crea una cavidad intermedia formando una misma unidad. Se conoce habitualmente como «UVA» (Unidad de Vidrio Aislante). Este tipo de vidrio es el más eficaz a la hora de reducir la transferencia térmica aire-aire a través del mismo. Cuando se utiliza junto con capas de baja emisividad o de control solar, las UVAs permiten conservar la energía y cumplir con las exigencias de las diferentes normas sobre utilización eficaz de la energía.

vidrio aíslante cámara partes

Vidrio opacificado

El vidrio opacificado se utiliza para la zona acristalada de la fachada donde se ocultan los componentes estructurales del edificio como columnas, forjados sistemas de climatización, tendido eléctrico, tuberías, etc. que suelen estar en los falsos techos de las plantas de un edificio. El vidrio opacificado se coloca normalmente entre dos plantas uniendo los tramos de vidrio de visión.

Los diseños de muro cortina y los acristalamientos estructurales suelen requerir el uso de vidrio opacificado para lograr la uniformidad de la fachada. Las aplicaciones de vidrio opacificado pueden ser de un color similar o que contraste con el vidrio de visión Este tipo de vidrio debe tratarse térmicamente para evitar la rotura por choque térmico. GUARDIAN tiene una amplia experiencia en aplicaciones de vidrio opacificado y puede ayudar a los arquitectos y propietarios de edificios a conseguir el aspecto que desean, reduciendo, al mismo tiempo, el riesgo de roturas por choque térmico.

Cuando se utiliza un vidrio de visión de baja reflexión o de alta transmisión de luz, lograr la coincidencia exacta con el vidrio opaco no resulta fácil. Las condiciones de luz diurna pueden afectar sustancialmente a la forma en que se percibe la apariencia del vidrio. Por ejemplo, en un día despejado de mucho sol, se dan unas condiciones de visión muy reflectantes y puede verse bien la coincidencia entre ambos tipos de vidrio. Sin embargo, en un día nublado, puede haber más transmisión visual del exterior y darse un mayor contraste entre el vidrio de visión y el opacificado GUARDIAN recomienda la utilización de modelos a escala real en el exterior para poder elegir el vidrio opacificado más adecuado para cada proyecto.

Muchos clientes nos preguntan, los valores térmicos y acústicos de determinados tipos de vidrio. Los interesados podeis ver aquí un listado con los valores térmicos y acústicos más habituales de vidrios típicos utilizados en ventanas.

Consideraciones sobre las soluciones de protección solar

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Continuamos la serie de artículos para dar a conocer la información del «Manual de Protección Solar del cerramiento (Persianas, toldos y textiles)», en este caso, varias consideraciones sobre las soluciones para la protección solar.

Hemos explicado en varios artículos de nuestro blog, de forma más sencilla lo que el «Manual de Protección Solar» de Asefave, explica a continuación de una forma más técnica. Creemos importante resaltar su contenido para los más técnicos en la materia.

Flujos de energía

Flujos de energía ventanas-figura2

La figura 2 muestra los flujos de energía más importantes en una situación con una combinación de acristalamiento y protección solar exterior.

La flecha amarilla representa la radiación solar de onda corta. A medida que atraviesa cada capa, una parte de la radiación se transmite, otra se refleja y otra se absorbe. Las flechas negras indican la absorción, esta energía provoca el incremento de temperatura en el vidrio y en la protección solar. Parte se pierde en el ambiente en forma de radiación térmica hacia ambos lados de la protección solar (de onda larga, flechas rojas) y de convección (flechas naranjas).

Las protecciones solares pueden también incorporarse en el doble acristalamiento en el interior de la cámara, pero en esta posición es necesario estudiar detenidamente tanto las consecuencias sobre los vidrios (pueden incrementar el riesgo de rotura por estrés térmico y por tanto obligar a utilizar vidrios tratados térmicamente) así como en la estanqueidad de la cámara y la temperatura interior de la misma, pudiendo afectar a los sellantes.

En resumen, la hoja interior transmite energía de tres maneras diferentes al recinto:
1. Directamente, la radiación de onda corta, qt
2. La radiación de onda larga secundaria emitida por la hoja interior, qri
3. El calor de convección generado por la hoja interior, qci

Siendo qi la radiación incidente, el factor solar se obtiene como:

Flujos energía fórmula

Con esta fórmula, se asegura que el factor solar es siempre superior a la transmitancia solar.
En la norma UNE-EN 410,

norma une en 410

se denomina factor secundario de transferencia interna de calor.

 

Sobre el factor solar, gtot, es importante señalar lo siguiente, que se ha de tener en cuenta a la hora de efectuar cálculos detallados:
– El factor solar depende del ángulo de incidencia de la radiación solar.
– En el caso de persianas venecianas, el factor solar depende principalmente del ángulo de la lama y del ángulo de incidencia (tanto vertical como azimutal)
– El factor solar que normalmente se indica en las especificaciones de los productos es con incidencia normal. En el caso de persianas venecianas, el factor solar se indica con la persiana cerrada.

En la figura 3 se muestran los flujos de energía más importantes en el caso de una combinación de un acristalamiento con protección solar interior.

En este caso, el flujo primario de la radiación de onda corta atraviesa el vidrio. La energía llega al interior del recinto. Dado que el vidrio no es transparente a la radiación infrarroja de onda larga emitida por la protección solar, el calor queda atrapado en el interior del recinto (efecto invernadero).
La protección solar por el interior solo resulta eficiente para el control del calor si es altamente reflectiva o si tiene un elevado valor de aislamiento y va provista de sellados laterales eficientes. En este último caso, el calor queda retenido en la cámara entre la ventana y la protección. La temperatura en esta cavidad se puede incrementar hasta valores elevados y puede provocar la rotura del vidrio, si este no está templado. Este efecto se puede eliminar si el aire caliente se disipa hacia el exterior.

Flujos de convección

La calidad de los sistemas de protección solar desde el punto de vista del control del calor viene determinada por la proporción de calor que se transmite al interior mediante convección. Es preferible que la mayor parte de la energía absorbida por el sistema de protección solar se transmita al recinto como radiación térmica, ya que esta radiación será absorbida por la masa del edificio. De esta forma, la temperatura del recinto se incrementa ligeramente debido a la inercia térmica de la masa del edificio. Si la mayor parte se transmite por convección, la temperatura del recinto sube rápidamente.
El factor de convección CF es un número adimensional entre 0 y 1 que representa la parte de energía transmitida al recinto mediante convección y puede definirse como:

Flujos convección fórmula

De modo similar, se puede definir una fracción de radiación RF y una fracción directa DF sustituyendo qci en el numerador por qri y qt respectivamente.
Si se comparan sistemas de protección solar interiores y exteriores, los sistemas exteriores, a priori, tienen mejores características de protección que los interiores en relación al factor solar gTOT. No obstante, existen muy buenos sistemas interiores. Cuando se comparan con los sistemas interiores, o incluso los que van entre las hojas del doble acristalamiento, debe tenerse en cuenta, junto con el factor solar, el factor de convección.
Por ejemplo, si se consideran un sistema de protección exterior y otro interior, ambos con un factor solar gTOT= 0,2, y los factores de convección son, respectivamente, 0,05 y 0,25, para el sistema exterior 0,05×0,2=0,01 (1%) del calor solar pasaría al interior del recinto por convección. Para el sistema interior, el porcentaje sería del 5% (0,25 x 0,02= 0,05).

Efectos de la radiación solar en los flujos de aire de los recintos

La solución más habitual de ventilación en los edificios es la ventilación mixta. Para conseguir bajas velocidades del aire en los recintos con ocupación, se necesitan bajos caudales de aire. Así, para cumplir con las necesidades de acondicionamiento, la diferencia de temperaturas entre el aire de entrada y el de salida suele ser de 10 º C.
Las ventanas tienen una influencia significativa en el acondicionamiento de los recintos. La capacidad de acondicionamiento del aire depende principalmente de la orientación del edificio y el sistema completo de protección solar (conjunto del acristalamiento y los dispositivos de protección solar, exteriores o interiores). De hecho, la situación geográfica del edificio desempeña un papel menos importante del que se podría suponer: las necesidades de acondicionamiento son similares en Europa septentrional y meridional, para una misma configuración de acristalamiento, orientación y protección solar.
La distribución del aire en los recintos es el resultado de una compleja interacción entre el caudal de ventilación y el flujo de convección generado por aparatos, ocupantes, temperatura de la superficie de la ventana y equipamiento, en el caso de las oficinas. Depende de diversos factores: disposición de los equipos de acondicionamiento, caudal de ventilación, distribución de los puestos de trabajo, potencia de los equipos, etc. La distribución del aire es muy sensible a los incrementos de las ganancias de calor en el recinto.

Temperatura superficial de la ventana

En caso de doble acristalamiento, un sistema de protección solar por el exterior normalmente reduce la temperatura de la hoja interior y más si contamos con un vidrio exterior con control solar. La temperatura de la hoja exterior, por el contrario, puede ser más alta aún con protección solar exterior. Ello es debido a la transferencia de calor por radiación y convección entre la protección y la hoja exterior. El uso de protecciones solares exteriores que sombrean parcialmente el vidrio puede implicar la necesidad de la utilización de vidrios templados, para evitar la rotura por choque térmico.
En la fase de diseño de un edificio, hay que tener en cuenta el efecto de la asimetría de la temperatura de radiación en la ventana y su efecto sobre el confort interior.
En general, si se utiliza un sistema de protección solar por el interior, la temperatura es más alta ya que la temperatura superficial de la protección es más alta que la de una ventana sin protección solar interior. Mientras que este efecto se ha de evitar en verano, puede ser deseable en invierno (calentamiento pasivo).
La instalación de protecciones solares interiores puede exigir el templado del vidrio para evitar posibles roturas de origen térmico. En el caso de utilizar vidrios recocidos (no templados) no deben situarse las protecciones solares interiores muy próximas al acristalamiento o elementos que impidan la evacuación de la energía acumulada por efecto de la protección solar. Siempre es preferible situar protecciones solares en el exterior.

Influencia de la protección solar sobre las necesidades de iluminación

El consumo de energía debido a la iluminación artificial puede representar un porcentaje elevado de la energía eléctrica consumida en un edificio típico de oficinas. Un aprovechamiento óptimo de la luz natural puede suponer un ahorro significativo en la factura. En una situación ideal, la luz natural debería ser regulable de modo continuo de forma que se consigan los flujos de luz necesarios para el trabajo. En la práctica, el control de la luz natural se complementa con sensores de ocupación.
Dado que los sistemas de protección solar reducen el flujo de radiación solar en los recintos, y aunque protegen del deslumbramiento también reducen la cantidad de luz. Hay que considerar el equilibrio entre el ahorro de energía en climatización de los edificios y el incremento de consumo debido a la iluminación artificial. En la práctica, se ha comprobado que un sistema de protección solar automatizado correctamente programado no supone un incremento de consumo por iluminación artificial.
Se define la autonomía en luz natural como el porcentaje de horas durante las cuales la luz natural es adecuada para satisfacer las necesidades de iluminación del ser humano. La protección solar, en general, influye en la autonomía en luz natural de un recinto, especialmente para las zonas más alejadas de la ventana.