Hoy día, a la hora de escoger una ventana, existen infinidad de tipos de marcos y combinaciones de vidrios. La gran cantidad de opciones pueden llevar a confusión en el momento de elegir el producto. En este artículo se pretende revisar las características de los elementos más comunes, para estimar la conveniencia de utilizar uno u otro teniendo en cuenta distintos condicionantes, teniendo en cuenta los criterios de bioconstrucción.
Vidrios
Las funciones más importantes de los vidrios son el aislamiento térmico, el paso de la radiación solar (factor solar) y el aislamiento acústico.
El aislamiento térmico se consigue mediante la creación de cámaras de aire o con gas entre los cristales; utilizando vidrios con capa bajo emisiva se aumentan aún más las prestaciones térmicas.
El factor solar depende del número de vidrios y, sobre todo, los tratamientos: solar, reflectante, de color, o cualquiera que impida el paso a la radiación solar.
El aislamiento acústico depende del espesor de los vidrios y de las láminas de butiral que haya entre ellos. Si se pretende conseguir un buen aislamiento acústico el vidrio debe ir acompañado de una carpintería estanca, ya que, en caso contrario disminuye de forma considerable el aislamiento del conjunto.
Tipos de vidrio más comunes
Simple (float)
Es el vidrio base. A partir de este se consiguen las distintas configuraciones y es, también, sobre el que se aplican los tratamientos.
Laminado
Son dos o más floats simples unidos por una o varias láminas de PVB (Polivinilo butiral). Este conjunto proporciona más resistencia contra impactos y en caso de rotura no se desprenden trozos de cristal. Existen butirales especiales que mejoran las prestaciones acústicas, los cristales antibalas son el resultado de la unión de varios cristales simples con láminas de butiral.
Vidrios con cámara/s de aire (U.V.A. unidades de vidrio aislante)
Están formados por dos o más vidrios separados por una o más cámaras de aire. La anchura de la cámara determina el nivel de aislamiento térmico del conjunto, cuanto más grande más aislante. Generalmente en las cámaras no se suelen superar los 16-20 mm, ya que a partir de esta distancia no aumenta de forma significativa el aislamiento. La cámara puede llenarse de un gas especial como el argón, que aumenta el aislamiento entre un 5 a 10%. Dentro de la cámara se coloca material desecante para evitar que el aire del interior se condense.
Vidrios de cámara (U.V.A.) con capa de baja emisividad
Doble acristalamiento en el que uno de los vidrios es bajo emisivo. La capa bajo emisiva debe estar en contacto con el interior de la cámara en una u otra cara. En un triple acristalamiento se pueden colocar dos vidrios bajo emisivos, uno en cada cámara. Esta configuración aumenta de forma significativa el aislamiento térmico del cristal. Si, además, se incorpora gas argón en la cámara, se aumenta el aislamiento entre un 15 a 20%. La capa bajo emisiva no aporta ninguna tonalidad relevante ni incide de forma significativa en el aumento del factor solar. En función de la marca puede tener distintas denominaciones y gamas: Planitherm, Ksif, Climaguard…
Protección solar: Es un tratamiento que se realiza en el material que va a servir para la fabricación del cristal o la aplicación de una lámina sobre un vidrio, de forma que reduce el paso de radiación. Actualmente existen tratamientos prácticamente transparentes que consiguen una reducción del factor solar (1) considerable.
Combinación de vidrios: En un vidrio doble es posible combinar cristales con distintos tratamientos, así, por ejemplo, podemos tener un vidrio de cámara con un cristal laminar en una cara con un tratamiento bajo emisivo y en la otra, un cristal simple con un tratamiento de protección solar.
Elección del vidrio
La elección de un vidrio u otro puede representar diferencias importantes en el consumo energético del edificio. Para evaluarlo se debe tener en cuenta el balance térmico (energía recibida por la radiación solar y pérdidas o ganancias debidas a la diferencia de temperatura interior y exterior). Los factores que tienen más importancia son la orientación de la ventana, las sombras que se proyectan sobre ella y la climatología del lugar. No va a tener el mismo balance térmico una ventana situada en una orientación norte que en una sur, ni una situada en alta montaña que otra situada en la playa. Para orientarse sobre el rendimiento de los distintos cristales frente a distintas situaciones, se pueden observar las gráficas 4, 5, 6 y 7 para situaciones invernales, y la gráfica 8 para situaciones estivales.
Tabla resumen de las características térmicas y solares de los vidrios
| Aislamiento (U) W/m²ºK | % Mejora con gas | Factor solar (G) (1) | Tipo de radiación que lo atraviesa | ||||
| U.V. | Visible | L. Corto | L. Largo | ||||
| Simple | 5,8 | 0,85 | SI | SI | SI | NO | |
| Laminar | 5,8 | 0,77 | NO | SI | SI | NO | |
| Doble | 2,7 a 3,3 (2) | 4-7% | 0,75 | SI | SI | SI | NO |
| Doble BE | 2,5 – 1,4 (3) | 22% | 0,62 | SI | SI | NO | NO |
| Doble protección solar | 2,5 – 1,3 (3) | 15-25% | 0,3-0,5 (4) | SI | NO | SI | NO |
| Triple con BE | 1,1 a 1,8 (5) | 20% | 0,56 | SI | SI | NO | NO |
(2) En función del ancho de la cámara ( cámara 6 mm 3,3 / cámara de 16 mm 2,7).
(3) En función del espesor de la cámara (cámara 6 mm 2,4 / cámara de 16 mm 1,3).
(4) En función de la calidad de capa.
(5) En función del espesor de la cámara (cámara 6 mm 1.8 / cámara de 16 mm 1,1).
Tabla resumen del aislamiento acústico
| Tipo de vidrio | dBA | |
| Simple 6 | 31 | Monolítico 6 mm |
| Simple 12 | 34 | Monolítico 12 mm |
| Laminar 33.1 | 32 | Laminar 3+3 mm con una lámina de butiral |
| Laminar 66.1 | 35 | Laminar 6+6 mm con una lámina de butiral |
| Laminar 66.2 | 39 | Laminar 3+3 mm con una lámina de butiral acústico |
| Cámara 6/12/6 | 33 | Monolítico 6 mm cámara 12 mm laminar 3+3 mm con una lámina de butiral |
| Cámara 6/12/33.1 | 37 | Monolítico 6 mm cámara 12 mm monolítico 6 mm |
| Cámara 44.2/20/64.2 | 47 | Laminar 4+4 2 láminas butiral cámara 20 mm laminar 6+4 con dos láminas de butiral |
Comportamiento en invierno
En los gráficos se observa que cuanto menor es la radiación solar y más baja la temperatura exterior, mayor es el rendimiento de los cristales más aislantes. Así, para fachadas norte, este y oeste es mejor un vidrio muy aislante, a pesar de que disminuya el factor solar, al igual que para las fachadas sur en climas muy fríos. Si nos fijamos, cada vez que cambiamos de configuración de vidrios reducimos las pérdidas a la mitad. Por ejemplo, en el caso de una temperatura exterior de -5 ºC sin soleamiento, pasamos de -3.600 (Simple) a -1.800 (doble), -840 (doble BE) y -600 (triple BE). En días soleados no hay tanta diferencia, excepto en el cristal simple sin persiana en días de riguroso frío. Al escoger un vidrio para las fachadas sur, tendrán mucha importancia las sombras que otros objetos proyecten sobre la ventana: edificios cercanos, voladizos, salientes del propio edificio, etc.
El cristal
Otro dato destacable es el aumento de la eficacia de la persiana cuanto menos aislante es el cristal. Pasamos de una reducción a -5 ºC de 1000 Wh/m² día (Simple) a 320 (doble), 85 (doble BE) y 48 (Triple BE).
En los periodos de primavera y otoño, debido a la variabilidad de temperatura y la menor diferencia entre la temperatura interior y exterior, es difícil hacer una predicción si no se dispone de los datos particulares de cada situación.
Interpretación de los gráficos: para la confección de estos gráficos se ha partido de 6 situaciones de radiación solar: radiación solar nula, radiación sobre un plano vertical orientado hacia el este u oeste, radiación de un día poco soleado y otro plenamente soleado sobre un plano vertical orientado al sur. Para determinar el valor de la radiación solar del día soleado se ha calculado teniendo en cuenta las zonas de radiación solar contempladas en el CTE. El valor de la zona norte es una media de las zonas (I,II,III) y para las del sur las zonas (IV y V), el valor medio es una media entre las dos. Es obvio que es una simplificación importante, pero sirve para tener una idea genérica del comportamiento de estos cristales en las distintas situaciones que se pueden dar en la península. En cada caso también se ha estudiado el efecto que tiene una persiana que se abre durante el día y se cierra durante la noche. Este valor se ha grafiado con líneas discontinuas.
Comportamiento en verano
En verano lo más importante es que el sol no incida directamente sobre el vidrio, sobre todo en fachadas este y oeste, que es donde la radiación es más elevada y, como consecuencia, la entrada de calor al interior es mayor. Los cristales más aislantes incrementan su rendimiento a medida que la temperatura exterior es más elevada. Los cristales más aislantes, como están compuestos por varios vidrios con algún tipo de tratamiento, disminuyen el factor solar y, por lo tanto, dificultan la entrada de radiación solar (0.85 simple, 0.4 triple BE). Esto significa que entra un 45% menos de energía con el cristal triple que con uno simple.
Radiación solar
Componentes de un rayo de sol
Un rayo de sol está compuesto por radiación ultravioleta, luz visible, radiación infrarroja de onda corta y de onda larga. En el gráfico 1 se representan las distintas amplitudes de ondas y su proporción.
Como se puede apreciar, existe una pequeña parte de radiación ultravioleta, una parte importante de luz visible y otra de infrarroja de onda corta. Cada material tiene un comportamiento distinto a las diferentes clases de radiación. En este caso analizaremos el vidrio.
1 Radiación solar.
2 Parte de la radiación es reflejada.
3 Radiación solar que entra en el recinto mayoritariamente en forma de luz visible e infrarroja de onda corta.
4 Una parte de la radiación es absorbida y otra reflejada, básicamente en función del color. Los colores oscuros absorben mucho más que los claros. En caso que el interior sea muy claro esta radiación puede volver a salir a través del cristal.
5 Los materiales se calientan y empiezan a emitir calor en forma de infrarrojo de onda larga.
6 El infrarrojo de onda larga es reflejado por el vidrio y devuelto al interior.
El vidrio simple deja pasar todas las radiaciones emitidas por el sol menos la infrarroja de onda larga
Esta propiedad posibilita que se genere el efecto invernadero. La radiación solar atraviesa el cristal simple exceptuando una pequeña parte de radiación infrarroja de onda larga. La radiación lo atraviesa y es absorbida o reflejada por los materiales del interior del recinto en función de su color y textura. Cuando un material absorbe energía en forma de radiación, aumenta su temperatura y con ello la temperatura del interior del recinto.
Estos cuerpos emiten energía en forma de radiación infrarroja de onda larga, que es reflejada por el cristal y devuelta al interior impidiendo su salida, de forma que vuelve a ser absorbida por los materiales del interior.
Vidrios capaces de impedir distintas radiaciones
En el caso que los materiales del interior sean blancos, reflectantes a la radiación visible, gran parte de esta radiación se reflejará en ellos y será devuelta al exterior después de atravesar el cristal por segunda vez. En la actualidad existen vidrios capaces de impedir el paso a los distintos tipos de radiaciones en función del tratamiento que se les haya aplicado, esto permite disponer de vidrios con distintas prestaciones.
Marco
Es el elemento de soporte y unión entre el acristalamiento y el edificio. Nos une el vidrio con el edificio y, por tanto, es el responsable de la estanqueidad al agua y al viento. Térmicamente tiene un papel relevante ya que representa entre un 20 y un 30% de la superficie del hueco. Para su fabricación se utilizan básicamente tres tipos de materiales: madera, PVC y aluminio. Actualmente también existen carpinterías mixtas formadas por una combinación de estos materiales.
Madera
Es un material ecológico y, por lo tanto, el recomendado desde el punto de vista de la bioconstrucción. Tiene muy buenas propiedades térmicas y existen en el mercado perfiles con la máxima clasificación de estanqueidad al agua y al viento. Debemos tener presente que la madera requiere de un mantenimiento mínimo, sobre todo cuando está expuesta directamente al sol. Los productos que se utilizan para su tratamiento deben estar libres de tóxicos y ser de poro abierto. Los perfiles de madera los puede hacer un fabricante especializado o un carpintero tradicional. El producto final puede ser de la misma calidad en los dos casos, la diferencia es que uno tendrá certificado y el otro no. En el caso de que lo haga un carpintero tradicional es importante verificar que los perfiles tengan juntas de goma porque es el elemento que asegurará la estanqueidad al aire.
Madera maciza
Con este tipo de material nos debemos dejar asesorar por los profesionales de la zona, ya que cada madera tiene unas propiedades distintas que deben estar acorde con el lugar donde se vayan a instalar. Generalmente las maderas tropicales de iroko, teka, jatoba, etc. tienen mucha resistencia a los hongos por lo que funcionan bien en climas húmedos como Galicia y el norte en general, pero su estabilidad y rendimiento térmico no es tan bueno como la madera de los pinos (abeto, pino norte, alerce, etc.), aunque estos, por su parte, son más propensos a deteriorarse antes con la humedad. Los sistemas de lasures y barnices al agua exteriores ofrecen, hoy en día, un gran rendimiento y permiten años sin mantenimiento, incluso en maderas poco recomendables al exterior (pino amarillo, pino gallego, etc.). La problemática de utilizar este tipo de madera, son las torceduras y movimientos de la madera.
Maderas laminadas
Las maderas laminadas son dos, tres o más láminas de madera encoladas. Esto garantiza una gran estabilidad y durabilidad. Este sistema permite utilizar maderas como el castaño que es muy resistente pero, a la vez, propenso a torceduras y movimientos.
Maderas termotratadas
En la actualidad es la tecnología más avanzada para el tratamiento de la madera. Consiste en someter la madera a altas temperaturas, entre 190-230 ºC. Con este tratamiento se cambia la estructura físico-química de la madera, produciendo una degradación térmica de la hemicelulosa y la celulosa, la principal fuente de nutrientes para los hongos.
PVC
Es un material plástico. Para dar rigidez al marco, en su interior se suele colocar un perfil metálico. Tiene buenas propiedades térmicas que se incrementan en función de las cámaras que tenga el perfil, generalmente suelen tener tres y pueden llegar hasta cinco. Este tipo de material no requiere de mantenimiento.
No es un material recomendable en bioconstrucción ya que su fabricación requiere mucha energía, además, al estar compuesto de cloro y etileno, es altamente tóxico, también en caso de que arda. Para consultar más información sobre los problemas del PVC en la construcción es el artículo: www.ecohabitar.org/el-pvc-en-la-construccion/
Aluminio
Es un material metálico, esto implica que sus prestaciones térmicas sean bajas, por este motivo en medio del perfil se coloca un material plástico para mejora del coeficiente de transmisión térmica, es el llamado puente térmico. Este tipo de material no requiere de mantenimiento, aunque su impacto en emisiones de CO2 es el más alto y es de los más caros comparado con la madera y el PCV.
Mixtas
Son perfiles que están compuestos de dos materiales distintos. El primer caso (A) de la pg. anterior, es una carpintería de madera donde las partes más expuestas se recubren de aluminio. Esto evita que se deterioren las partes de madera recubierta. Otra opción es una carpintería de madera recubierta totalmente con aluminio por el exterior (B), este caso no requiere de mantenimiento por el exterior y posee las propiedades térmicas de la madera. También existe la carpintería de aluminio con acabado interior de madera (C), en este caso se aumentan las propiedades térmicas del aluminio y se tiene un acabado de madera en el interior. Estas mismas opciones existen con el PVC y madera aunque no son tan habituales.
Comparativa de materiales
| Criterios* | Madera local | PVC | Aluminio | Mixta madera/alum. | Mixta madera/PVC |
| Impacto C02 (por m2) | Capta 3 kg | Emite 60 kg | Emite 110 kg | Emite 35 kg | Emite 50 kg |
| Energía gris no renovable** (por m2) | 285 kWh | 510 kWh | 605 kWh | 420 kWh | 465 kWh |
| Durabilidad | Buena | Media | Muy buena | Muy buena | Media a buena |
| Mantenimiento | Media | Muy buena | Muy buena | Buena a muy buena | Buena a muy buena |
| Facilidad de reparación, reciclable, salud para los humanos y del medio ambiente | Muy buena | Baja | Bajo | Buena | Media a baja |
| Precio | Bueno | Muy bueno | Caro | Caro | Caro |
Nomenclatura de las ventanas según la norma une-en 12207 y une-en 12208
Niveles de estanqueidad al agua y al aire
Los fabricantes de perfiles, para asegurar que las ventanas cumplen con estas propiedades, someten las ventanas a distintos ensayos que permiten clasificarlas en distintos niveles.
Clasificación de las ventanas frente a la estanqueidad al aire según UNE-EN 12207
Tiene por objetivo clasificar las ventanas en función de la cantidad de aire que atraviesa la ventana en posición cerrada debido a un diferencial de presión (fuerza de viento).
Se clasifica la ventana según clase 0, 1, 2, 3 o 4 siendo la 4 la más estanca.
Clasificación de las ventanas a la estanqueidad del aire*
| 100 Pa (46 km/h) (m3/h-m2) | presión máxima de ensayo Pa (km/h) | |
| 0 | sin ensayar | Sin ensayar |
| 1 | ≤50 | 150 (56 km/h) |
| 2 | ≤27 | 300 (80 km/h) |
| 3 | ≤9 | 600 (113 km/h) |
| 4 | ≤3 | 00 (113 km/h) |
(*) No confundir con resistencia al viento. La resistencia al viento evalúa propiedades mecánicas.
Clasificación de las ventanas frente a la estanqueidad al agua según UNE-EN 12208
Tiene por objetivo clasificar las ventanas en función del tiempo que se mantienen estancas al aire, aumentando la fuerza del viento mientras la ventana es rociada continuamente con agua.
Existen dos métodos de ensayo:
Método A. Las boquillas de rociado actúan con un ángulo de 24º, para ventanas enrasadas a fachada, sin ningún elemento que las proteja. Este método es el más desfavorable.
Método B. Las boquillas de rociado actúan con un ángulo de 84º, para ventanas parcialmente protegidas.
Clasificación de las ventanas a la estanqueidad al agua
| Presión de ensayo | Clasificación | Especificaciones | ||
| Pmax en Pa | Método A | Método B | Especificaciones | Litros de agua rociada |
| – | 0 | 0 | Sin requisito | 0 |
| 0 | 1A | 1B | Rociado de agua durante 15 min | 120 |
| 50 (33 km/h) | 2A | 2B | Como clase 1 + 5 min | 160 |
| 100 (46 km/h) | 3A | 3B | Como clase 2 + 5 min | 200 |
| 150 (56 km/h) | 4A | 4B | Como clase 3 + 5 min | 240 |
| 200 (65 km/h) | 5A | 5B | Como clase 4 + 5 min | 280 |
| 250 ( 73 km/h) | 6A | 6B | Como clase 5 + 5 min | 320 |
| 300 (80 km/h) | 7A | 7B | Como clase 6 + 5 min | 360 |
| 450 (98 km/h) | 8A | – | Como clase 7 + 5 min | 400 |
| 600 (113 km/h) | 9A | – | Como clase 8 + 5 min | 440 |
| > 600 | Exxx | – | Por encima de 600 Pa en escalones de 150 Pa, la duración de cada escalón será 5 min +40 litros cada 5 minutos |
La cantidad de agua rociada depende de las dimensiones de la ventana ensayada, en la tabla son los litros que corresponderían a una ventana de 1400 x 1500 cm.
Apertura de las ventanas
Se utilizan fundamentalmente dos tipos: practicables y correderas. Las ventanas practicables a niveles más básicos ofrecen mejores prestaciones en cuanto a estanqueidad al aire, ya que al cerrar las gomas quedan presionadas. En las ventanas correderas es más difícil conseguir un buen nivel de estanqueidad, ya que en lugar de gomas se utilizan escobillas. Para solucionar este problema únicamente existe la posibilidad de utilizar correderas elevables, el inconveniente suele ser el precio.
Conclusiones
A través de este artículo se ha podido constatar que hay múltiples opciones y escoger un tipo u otro de ventana no es fácil. Esta elección debe considerarse como una inversión a largo plazo ya que va a repercutir en el ahorro energético y en el bienestar de nuestra vivienda durante toda su vida. Es un elemento con un coste importante y con el que vamos a convivir durante años. Desde el punto de vista de la bioconstrucción también debemos plantearnos el impacto que se va a generar sobre el medioambiente en su fabricación y en su desaparición.
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Para saber con exactitud la composición de vidrios que mejor se adapta a cada ventana es necesario realizar un estudio detallado teniendo en cuenta su ubicación, sombras y climatología del lugar. A nivel orientativo, para ayudar a escoger una de ventana con criterios de bioconstrucción de forma simple, se pueden seguir los siguientes consejos.
La madera la mejor opción
Está fuera de duda que la madera es el material a escoger ya que es el que genera menos impacto en el medioambiente y tiene muy buenas prestaciones y durabilidad, a diferencia del aluminio y PVC. No es necesario importar maderas tropicales, ya que en cada zona existen maderas adecuadas para fabricar ventanas. El punto que crea más controversia en los marcos de madera es el mantenimiento.
Es indiscutible que la madera va a requerir de un mantenimiento periódico, tres, cinco años en función de la calidad de los productos que se utilicen para su protección. Con este mínimo mantenimiento se puede conseguir mantener en perfecto estado el marco durante décadas. En la rehabilitación energética es fácil encontrar ventanas de madera con más de 30 años en buen estado en las que se puede adaptar un vidrio doble y colocar juntas de goma, consiguiendo adecuarlas a las exigencias actuales con un coste reducido. Esta actualización no es posible en carpinterías de aluminio o PVC ya que la mayoría de las carpinterías antiguas no permiten incorporar vidrios dobles.
Estanqueidad
La estanqueidad al aire tiene mucha importancia, las infiltraciones pueden representar un coste importante a nivel energético. Por ese motivo se deben evitar las ventanas correderas y cerciorarse de su clasificación al aire, actualmente es fácil encontrar perfilerías de nivel 3 o 4, que serían los niveles recomendables.
Entradas de agua: no
En segundo lugar, debemos asegurarnos de que no tendremos entradas de agua. Si escogemos una carpintería de madera casi seguro que no vamos a tener problemas de entrada de agua ya que la propia geometría del perfil facilita la rápida evacuación del agua de lluvia. En el caso de perfiles de aluminio o PVC sí que es importante que el nivel de estanqueidad esté por encima de 7A.
El vidrio
Una vez decidido el marco queda escoger el vidrio, actualmente lo recomendable es colocar un vidrio de cámara con una capa bajo emisiva. La diferencia de coste entre un vidrio de cámara y otro con lámina bajo emisiva no es exagerada y su rendimiento es muy superior, sobre todo en los climas más extremos. Instalar un cristal triple solo se justifica si se requieren coeficientes de transmisión menores de 1 W/m²ºK, ya que su coste es elevado.
Si se quieren mejorar prestaciones acústicas o de seguridad se deben cambiar los vidrios simples por específicos de cada marca para estas funciones.
Durante el montaje se tiene que prestar atención en algunos detalles como en la colocación de las gomas, que pueden quedar cortas o mal puestas y generar pequeños orificios por donde pueda entrar el aire o el agua. Es frecuente aplicar cordones de silicona, entre la pared y el marco o entre el marco y el vidrio, esos cordones deben ser continuos y la silicona la adecuada para los elementos a unir. Por ese motivo, es tan importante que el marco tenga buenas prestaciones, como que el montaje lo realice un buen profesional.
Las ventanas tienen gran importancia en la habitabilidad y el confort del interior de los edificios, por lo que es aconsejable dedicar esfuerzo a su elección.
* Jordi Corominas es Arquitecto Técnico por la UdG y Máster en Bioconstrucción.
Agradecimientos a Agustí Bulbena de Vidresif, Helena García y Mercè Mas.
Artículo aparecido en el nº 51 (otoño 2016) de la revista EcoHabitar. Puedes conseguirla en papel aquí
