Martes 11 Diciembre 2018

La protección solar en la arquitectura

En este sector se ha hablado siempre mucho sobre como sombrear, de sus ángulos, enfoques, productos y materiales, también sobre técnicas y protocolos. Siendo todo eso muy útil y necesario también hay que recordar que la aplicación o mejor dicho, el diseño arquitectónico con la protección solar en mente no sólo es más eficaz sino que además proporciona mejores resultados económicos y energéticos.

Hablando de los materiales utilizados, si la protección ideal debe ser externa, ventilada, sin reflexiones, eficaz en verano e inexistente en invierno, barata y de escaso mantenimiento, la mejor sombra será la proyectada por un elemento vegetal de hoja caduca suficientemente densa. El aire circula entre las hojas y evacua el calor acumulado. Su emisividad hacia el vidrio es baja. Para mayor ventaja en invierno la planta de hoja caduca permitirá el paso del sol. El emparrado, el sombrajo y la pérgola se evidencian como la protección ideal. Pero como no siempre será posible recurrir a esta solución vegetal es mejor estudiar las características de los materiales más comúnmente utilizados para solucionar el problema del sombreado, o sea, el vidrio y sus adiciones, los tejidos con los que se forman toldos y cortinas y las lamas opacas de madera, aluminio, etc.

El vidrio
El vidrio sin más complementos no es un material protector del sol. Refleja solo el 8% de la energía total incidente y transmite el 80%. El 12 por ciento restante lo absorbe y luego lo irradia hacia el exterior y hacia el interior. Se considera como referencia un vidrio sencillo que sumando la transmisión y la radiación permite la entrada de un 87% de la energía recibida.

Para mejorar su comportamiento protector se utilizan dos recursos: el teñido en masa y la adición de films específicos. El uso de los vidrios teñidos en masa y la adición de films específicos. El uso de los vidrios teñidos en masa está en declive. Aunque su diseño se ha perfeccionado sensiblemente y el carácter selectivo de su papel de filtro ha mejorado mucho sigue sufriendo los defectos citados: la distorsión de la visión y la reducción de la captación invernal. Cuanto más protección más importancia tienen los dos inconvenientes enunciados. En efecto los vidrios teñidos contemporáneos son mucho más opacos al calor que a la visión pero ya han llegado a un punto del que parece físicamente imposible pasar. Un vidrio de 12mm teñido en masa de gris puede reducir la transmisión infrarroja al 45% pero sólo permitirá el paso del 19% del espectro visible. Además el color añadido teñirá la visión exterior de una manera artificial dando al ambiente esa luz de tormenta a punto de estallar tan poco agradable cuando es permanente.

Los vidrios teñidos en masa limitan su papel protector a la absorción de una gran parte de la energía recibida pero luego la emiten hacia el exterior y hacia el interior, con lo que parte de su eficiencia se pierde. Por ello su uso exclusivo se está reduciendo últimamente y se evoluciona hacia el uso de films adheridos sea a vidrios teñidos o claros. Caben dos recursos: las capas reflectantes que protegen reflejando la energía, y reduciendo por lo tanto la absorción, y las capas de baja emisividad que reducen la radiación de calor hacia el interior limitando así la transmisión total de estos vidrios de alta absorción.

La innovación está optimizando las características de estos films que ya han conseguido un filtrado selectivo. La gama de soluciones es muy rica pero como siempre, para conseguir protecciones térmicas significativas se debe renunciar a la transparencia. La gama baja está formada por los films de colores plata y bronce como el 10/24 bronce que permite el paso del 10% de la luz y el 24% del calor. Las gamas altas son de color azul como el 40/50 al que corresponden protecciones del 40% de luz y el 50% del calor.

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La carrera para mejorar el comportamiento del vidrio como protección solar ha entrado en una vía donde mayores costes difícilmente supondrán mejores rendimientos. La relación paso de luz-filtro de calor ya no se puede mejorar. Sólo la adición de films de baja emisividad puede mejorar ligeramente el comportamiento de estos vidrios al limitar la irradiación hacia el interior del edificio. No parece pues que el vidrio ofrezca por este camino grandes soluciones de futuro sin condenar al edificio a un invierno con escasez de luz sin opciones a la captación solar.

Aunque quizás anecdótica, sí parece inteligente una solución aparentemente muy adecuada a nuestras latitudes: la fachada inclinada. Se trata de aprovechar la redacción de la transmisión solar en los vidrios cuando el ángulo de incidencia es bajo. Para una ciudad situada en el paralelo 50 si la transmisión de un vidrio es del 70% inclinando la fachada 10º esa transmisión bajará a 56% y con 15º al 43%.

La transmisividad del vidrio se reduce radicalmente cuando el ángulo de incidencia se separa de la perpendicular 70º para el vidrio sencillo y 60º para el doble. Esta facultad está siendo utilizada en algunos proyectos en el norte de Europa para conseguir una protección veraniega eficaz sin más que diseñar una fachada escarpada hacia afuera. Es evidente que en nuestras latitudes, al estar el sol aún más alto en verano, ese recurso sería aún más beneficioso.

Es posible que el futuro de los vidrios esté en la transmisión variable, es decir el diseño de vidrios que modifican su capacidad filtrante sea en función de características exteriores, sea a voluntad del ocupante. Entre estos últimos los vidrios electrocrómicos, que modifican su color y capacidad filtrante por el paso de una corriente de bajo voltaje, son los más prometedores.

 

Los toldos y screens
Los tejidos se han utilizado para protegerse del sol desde siempre. Cortinas interiores o exteriores, toldos privados y toldos urbanos forman parte de los recursos mediterráneos para conseguir la deseada sombra. Las imágenes tradicionales nos muestran que hasta la mitad del XIX era más frecuente el toldo como cortina exterior que la persiana que hoy consideramos tradicional.

El toldo tradicional en vuelo hacia el exterior del edificio para proyectar sombra sobre el hueco suele ser un tejido claro con alta reflexión y con una trama abierta que permite cierta circulación del aire. Su único inconveniente lo plantean las atenciones que exige. Frágil al viento es necesario recogerlo casi cada día para evitar que se deteriore. Quizás por ello las soluciones textiles exteriores no progresan lo rápido que gustaría al sector. Se utilizan para terrazas de restaurantes, segundas residencias y para solucionar problemas relativamente domésticos que aseguran un mantenimiento relativamente atento.

En su versión moderna y como protección solar de los huecos acristalados el toldo se confecciona con tejidos de fibras diversas, siempre muy resistentes a la intemperie, y se dispone paralelo al hueco. Es lo que hoy llaman screens. La trama de estos tejidos es muy abierta de manera que es posible cierta visión del exterior a través de ellos (helioscreen o sunscreen).

 

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Evidentemente la posición más eficaz será la exterior. Al exterior un color oscuro será el más eficaz pues sólo permite el paso directo de un 5% de la radicación (negro antracita). Si el espacio entre tejido y vidrio está perfectamente ventilado y la distancia es suficiente, la protección será eficaz. El coeficiente de sombra, o transmisión térmica en relación a un vidrio sencillo, puede llegar a 0,16. Se debe recordar que un toldo oscuro absorberá una parte importante de la energía y la emitirá hacia ambas caras. Sólo será pues eficaz si su intradós está perfectamente ventilado.

Su principal limitación sigue siendo el mantenimiento, y para mejorar su comportamiento frente al viento se están usando sistemas guiados lateralmente con barras de lastre en el extremo libre. La manipulación puede ser manual o motorizada. La automatización del conjunto con un servomecanismo de control que recoge el toldo cuando sopla excesivo viento y lo extiende cuando aprieta el sol completa la presentación del screen contemporáneo.

No se debe olvidar la eficacia del estor como protección solar interior. Un tejido claro consigue una gran reflexión que puede llegar al 63% de la energía incidente. Si gran parte de esa energía reflejada puede atravesar de nuevo el vidrio el balance puede ser interesante. El coeficiente de sombra puede llegar al 0,37.

 

Las celosías
Las celosías son protecciones que interponen cuerpos opacos para limitar la radiación solar que atraviesa el hueco. Desde las celosías de madera de tradición árabe a las de albañilería de algunos edificios industriales la gama de soluciones y matices de luz es infinita. Consideraremos celosías sólo las protecciones con cuerpos opacos que no sean escamoteables.

La principal desventaja de las protecciones fijas es su difícil compatibilidad con la visión hacia el exterior. Por ello sólo se utilizan con una trama muy fina o muy grande. Si la trama es muy fina el ojo, el cerebro, recompone la imagen exterior obviando la malla interpuesta. Es el caso de las celosías árabes tradicionales, que permiten además el desiderata de la cultura mediterránea, el ver sin ser visto. Si la trama es grande a través de cada uno de los huecos se podrá tener una visión suficiente del exterior.

Todas esas celosías tradicionales suelen ser de malla bidimensional pero la manera más sencilla de graduar la protección y de tener en cuenta el movimiento del sol es el recurso a las lamas orientables. Las celosías formadas por lamas que giran sobre un eje se pueden abrir y cerrar a voluntad. Las lamas se dispondrán horizontalmente en una orientación sur y verticalmente en las este y oeste.

Dentro de los materiales de construcción las lamas de madera constituyen la solución más tradicional pero casi siempre se utilizan como persianas escamoteables, sea en forma de venecianas, persianas de cuerda, persianas de librillo. La madera ha sido el material más adecuado para conformarse como lama protectora. Su único inconveniente es el mantenimiento pues exige barnices o pinturas cada dos o tres años. Los modernos tratamientos es posible que nos lleven a reconsiderar las posibilidades de este material por otra parte siempre tan cálido y agradable.

 

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Su reflexión dependerá del color del que se haya pintado. Desde el 3% pintado en negro mate al 71% pintado de blanco brillante. Para reducir el mantenimiento, las lamas hoy son de plástico o de aluminio. La altísima reflexión del aluminio pulido hace de este material el preferido tanto para cerrar el paso a la radiación directa como para reflejar luz hacia el interior. Es habitual disponer las lamas con una orientación de 45º y una coincidencia en altura de la parte inferior de cada lama con la parte superior de la siguiente. De esta manera se impide totalmente la entrada directa del sol, se minimiza la reflexión en general y se anula para ángulos verticales de sol superiores a los 45º.

La relación con el exterior siempre está limitada por la presencia de las lamas aunque sean orientables. Quizás se acerca más a lo que debería ser una celosía en el siglo XXI la inserción de mallas dentro del vidrio. Se trata de los vidrios fotosensitivos como el Louverre de Corning Glass. Las lamas de 1mm separadas 3mm se sitúan durante el proceso de fabricación del vidrio orientándolas de acuerdo con las exigencias del cliente. En el otro extremo las grandes lamas son cada vez más utilizadas. Hoy existen ya lamas de serie de hasta 600mm de ancho, su giro motorizado permite una radical transformación de la imagen de la fachada y una adecuación precisa a las exigencias de la protección solar.

Se observa la eficacia de los toldos, incluso los interiores siempre que sean claros y reflectantes. Cabe recordar las incompatibilidades de esto últimos con los vidrios protectores. Pero en el momento de tomar decisiones no se deben olvidar los otros aspectos a tener en cuenta: la captación invernal, la visión del exterior y el aprovechamiento de la iluminación natural.

 

La arquitectura de la protección solar
La protección solar, seriamente planteada, incide sustancialmente en la forma de la arquitectura. Según el camino adoptado para afrontar el filtro solar, aparecen imágenes radicalmente diversas. Una primera posibilidad la ofrece la opacidad de algunos materiales que se dispondrán en lamas o celosías envolviendo cada vez más completamente al edificio. Otro será el recurso a la reflexión que generará edificios de superficies cada vez más brillantes. Por fin una tercera versión, abrirá un margen entre el edificio propiamente dicho y la envolvente exterior para organizar en ese espacio un microclima protector pero también capaz de capotar y canalizar hacia el interior la energía solar cuando sea necesaria. Las sugerencias formales consecuentes se pueden agrupar bajo los siguientes puntos: las cajas de lamas, los edificios espejo y las cajas dentro de cajas.

 

Las cajas de lamas
En la medida en la que el vidrio se extiende por toda la piel del edificio las protecciones solares en forma de lamas le siguen y llegan a envolver la construcción como en una segunda piel, dibujando lo que podríamos llamar una caja de lamas. Aunque hoy la propuesta se empieza a hacer común en los concursos de arquitectura y en los nuevos edificios no se puede decir que sea nueva: ya en 1960 el edificio de laboratorios de la fábrica de Seat en Barcelona exhibía en la fachada suroeste una envolvente de lamas fijas separadas de los cerramientos en la fachada suroeste.

La difusión de sistemas de lamas orientables de manipulación más o menos motorizada ha hecho posibles soluciones mucho más sofisticadas puesto que la colocación de lamas con direcciones diversas y de orientación fácil permite conseguir en cada fachada las condiciones de soleamiento, iluminación y visión del exterior que sean deseables.

Estas envolventes de persiana se pueden disponer directamente sobre la fachada vidriada o separarse formando unos pasillos o galerías perimetrales en las que las condiciones climáticas, como las de un umbráculo, pueden ser muy especiales. El espacio situado entre la caja de lamas y la piel del edificio se convierte en un lugar especial. Cuando llega a tener ciertas dimensiones puede conformar un paisaje recogido y controlable al que abren los locales interiores.

 

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Esta solución se ha utilizado también en la cubierta. Las lamas forman una especie de pérgola que protege del sol al último forjado reduciendo sus movimientos térmicos e incrementando la durabilidad de las láminas de impermeabilidad. Es especialmente útil si aparecen en la cubierta grandes claraboyas o se desea "carenar" en edificio por la importancia de las vistas sobre él o por la dificultad de controlar las siempre imprevisibles y evolutivas formas de la maquinaria de las instalaciones.

Si tras las lamas se coloca un vidrio simple el espacio inmediato interior puede tener unas características de confort a veces muy agradables pero no totalmente controlables por medios naturales. Es el caso de muchas galerías tradicionales, espacios intermedios que permiten la captación solar en invierno pero que por su gran fragilidad térmica no son cómodamente habitables si las condiciones exteriores son extremas. Estos espacios tienen un papel importantísimo en la protección de los locales interiores puesto que un cerramiento muy simple entre ambos asegura ya su perfecto control.

En los grandes edificios contemporáneos se está extrapolando esta solución para construir lo que se ha dado en llamar "atrios", espacios de gran tamaño que al estar protegidos por vidrio y persiana orientable son unos perfectos invernaderos en los que se pueden conseguir unas condiciones climáticas intermedias con poco gasto energético. En algunos edificios estos "atrios" modernos se convierten en espacios de clima controlado a los que abren los locales interiores que se separan de ellos con cerramientos que protegen la intimidad pero no exigen protecciones térmicas sofisticadas.

 

Los edificios espejo
Las lamas orientables basan su protección en su opacidad a los rayos infrarrojos. La evacuación por ventilación del calor que almacenan exige su disposición fuera del espacio habitable. Como ya vimos la colocación exterior de las lamas supone un mayor mantenimiento y ciertos riesgos de deterioro y ruido por la acción del viento.

Además las lamas orientables presentan algunos inconvenientes. El más importante es la reducción de la entrada de luz natural al cerrar las lamas para protegerse de ciertos ángulos de soleamiento. También se debe tener en cuenta la incompatibilidad de ciertas posturas de las lamas con la visión del exterior.

La protección óptima sería la que impidiese el paso de los rayos infrarrojos limitando lo menos posible el filtro del espectro visual de manera que se pudiese gozar de la luz natural y de la visión del exterior. Un camino adecuado es el recurso a los materiales muy reflectantes. Es un recurso similar al de las ventanas-espejo en las que el baño metálico impide la visión hacia el local menos iluminado pero la permite en sentido contrario.

La ventaja clave de esta solución radica, como ya se ha visto, en que la protección se puede disponer en el interior de la fachada. Un material tan reflectante no almacena caso nada de calor, eleva muy poco su temperatura y emite muy poca radiación de larga longitud de onda, la que queda atrapada en el interior del edificio.

Toda la energía reflejada lo es con la misma longitud de onda y por lo tanto atravesará el vidrio hacia afuera con la misma facilidad que lo hizo hacia dentro. Cuanto más sencillo sea el vidrio mejor para esta solución pues se calentará menos y no emitirá calor hacia el interior.

Si se puede colocar la protección solar tras los vidrios su durabilidad y facilidad de manejo habrán cambiado sustancialmente. Si además esas protecciones permiten la iluminación interior y la visión exterior la solución perfecta. En este camino han estado las cortinas interiores de lino que han aportado reflexión y transparencia luminosa desde hace siglos.

 

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Hoy el camino pasa por los films metálicos; primero se intentó colocando esos films directamente sobre la cara interior de los vidrios exteriores, pero la imposibilidad de escamotear la protección suponía renunciar a la captación invernal, a gran parte de la luz natural y a una visión exterior natural.

Para hacer compatible esos films con el escamoteamiento se están utilizando cortinillas enrollables o plegables de poliéster con la cara exterior, o las dos, protegidas por un film de aluminio. Las cualidades finales de estas cortinillas son variables y se pueden subordinar a los objetivos deseados en cada caso, pero se mueven entre reflexiones del 55 al 75% con transmisiones para el espectro visible del 2 al 7%.

Estos materiales cambian las perspectivas de la protección solar sobre todo para los edificios de oficinas puesto que lógicamente evitan completamente el deslumbramiento. En efecto esta virtud de la reflectividad se puede volver en contra de nuestros objetivos si se producen fenómenos de doble reflexión. Es decir una veneciana de aluminio puede producir reflejos sobre el trasdós de las lamas que irradien hacia el interior y reduzcan gravemente la eficacia de la protección.

La mejor posición para estos materiales es la interpuesta entre dos vidrios en una cámara aislada. En esas condiciones y para un film de características medias (el G 1900 de Agero que tiene una reflexión solar de 68,75%) la transmisión solar total, el porcentaje de radiación que alcanza directamente el interior, es de 2,07% y la absorción total del 29,19% y el coeficiente de sombra de 12,4.

Su eficacia se puede mejorar si los vidrios tienen algún tipo de tratamiento. Por ejemplo si la cara exterior del vidrio interior tiene una lámina de baja emisividad la transmisión solar del conjunto puede bajar a 1,62 y el coeficiente de sombra a 10. Recuérdese que esta eficacia en cuanto a la protección solar tiene su equivalente en las pérdidas nocturnas pues la U del conjunto se puede reducir respecto a la del vidrio cámara en un 50%.

En sus soluciones más sofisticadas como las cortinillas de poliéster metalizado que se enrollan en un estrecho cilindro asociado al vidrio cámara. El movimiento de la cortinilla está motorizado y todo el conjunto tiene un diámetro de entre 40 y 70mm. El cilindro se protege en una caja de aluminio anodizado o lacado que se confunde con la carpintería.

La única limitación de esta solución es que la iluminación interior se reduce paralelamente a la reducción del soleamiento. Hasta cierto punto eso es deseable puesto que así se evita el deslumbramiento y se consiguen unas condiciones de trabajo más agradables. Pero cuando se busca una protección muy alta, por ejemplo un coeficiente de sombra inferior al 10% que implica una reflexión superior incluso al 75%, las condiciones de iluminación interior bajan verticalmente pues la transparencia al espectro visible es sólo de 1,5%. En ese caso el nivel lumínico, sobre todo a cierta distancia de la fachada, puede ser totalmente insatisfactorio.

 

Las cajas dentro de las cajas
Como ya se ha visto la disposición de la protección solar entre dos vidrios puede llegar a gozar de las ventajas de la posición interior y de la exterior. Con la primera comparte la durabilidad y la menor suciedad por la protección que brinda la hoja exterior. Con la segunda la posibilidad de evacuar el calor acumulado sin que apenas se transmita hacia el edificio gracias a la presencia del vidrio interior. Es natural pues que este sea el camino adoptado en muchas investigaciones y proyectos recientes.

La gama de soluciones es muy amplia puesto que la duplicación de la protección se puede plantear simplemente como doble vidrio con cámara estanca, dobles carpinterías con espacios accesibles y manipulaciones diversas de ambas hojas o ventanas dobles o triples con control de la ventilación de la cámara de las llamadas "dinámicas". Las ventajas de cada una de ellas para el confort de verano e invierno o para la precisión de futuros de la relación con el exterior son muy diferentes.

En algunos casos se trata de cámaras selladas, del tipo de las del vidrio de protección térmica habitual, que alojan alguna forma de protección, en general lamas de aluminio o plástico bastante finas (1 o 2cm). Para la manipulación de estas lamas son necesarios motores que se suelen colocar al exterior para evitar que se tenga que sustituir todo el vidrio cuando se deterioran. Para evitar el punto débil que siempre supone la conexión con el motor se han diseñado algunas lamas metálicas que se pueden orientar desde el exterior de la cámara con sistemas magnéticos (Luxaclair, Velther).

En algún caso, para evitar la necesidad de mover las lamas, se han diseñado estas con una sección en forma de triángulo cada una de cuyas caras se ha diseñado con una curvatura adecuada a la orientación del hueco. Esa curvatura asegura que los rayos de sol de verano no entren en el interior del local y sin embargo en invierno permite el paso de la radiación y sus reflexiones. La visión a través de esas lamas fijas es reducida, la transmisión luminosa perfecta.

Una sofisticada solución de protección solar inserta entre vidrios es la proyectada por J. Nouvel para el Instituto del Mundo Árabe en París. La protección está formada por unos diafragmas a modo de los que controlan la entrada de luz en las máquinas fotográficas que están movidos por un sistema hidráulico controlado por una única célula fotoeléctrica. La celosía que forman los paneles con los diafragmas de diversos tamaños es bellísima pero la operatividad de un sistema tan sofisticado y ajeno a la voluntad de cada usuario es más que dudosa.

Para orientaciones del entorno sur es posible recurrir a lamas fijas con una orientación prefijada que evita el soleamiento de verano y sin embargo permite una visión exterior bastante correcta. Es una solución muy delicada pues puede producir fenómenos de reflexión entre lamas hacia el interior con lo que pierde su efectividad como protección solar y produce deslumbramientos. En todos estos casos el calor acumulado en las lamas, el producido por la radiación absorbida la que no es reflejada ni transmitida, se irradia hacia los vidrios y su evacuación es difícil por el conocido efecto invernadero. Una elección adecuada de los vidrios interiores puede reducir aún más la ganancia térmica interior.

La mejor solución es la recuperación es la recuperación de ese calor utilizando ese espacio como retorno del sistema de aire acondicionado. La evacuación de esa energía térmica, hacia el exterior en verano y hacia el interior en invierno sugiere muchas soluciones interesantes con dobles carpinterías que se pueden utilizar sin mayor alarde tecnológico.

Muchos edificios tienen esa cámara protectora climatizada como una envolvente general del edificio. El aeropuerto de Barcelona de Bofill o los edificios de Sainz de Oiza en el Recinto Ferial de Madrid son algunos ejemplos de esa gran cámara. La imagen de este último edificio nos permite decir que los locales habitables forman una caja inmersa dentro de la gran caja exterior que conforma la imagen de todo el edificio.
Si los huecos se comunican piso a piso, el movimiento por convección de todo ese aire caliente se puede llegar a controlar dentro de una doble piel formando parte del proyecto de climatización del edificio. Los más modernos están introduciendo esa cámara envolvente de todo el edificio como el lugar donde se controla la relación de los locales habitables con el exterior. Estas son las características de los que hemos dado en llamar "edificios con doble piel". El calor acumulado por las lamas calienta el aire de esa cámara entre las dos pieles y produce un movimiento de convección. Según los estudios realizados sobre modelos de computador esta convección permite la evacuación del 25% del calor acumulado en la cámara.

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El estudio que la ES-SO (Asociación Europea para la Protección Solar) ha publicado recientemente demuestra claramente que las soluciones de protección solar pueden tener un fuerte impacto sobre el ahorro de energía de las viviendas rehabilitadas, además también ha puesto de manifiesto que las medidas del conjunto de ventanas viejas a cambiar es más alto de lo que se creía. La rehabilitación en protección solar puede conseguir una reducción de 17 Mtep (Toneladas equivalentes de petróleo) en ahorro de energía y 40 Mtep de CO2 para la calefacción; estas cifras son 35 Mtep de ahorro de energía y 85 Mtep de CO2 para la refrigeración.

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El sombreado es una tecnología madura muy arraigada en la cultura local de la construcción y sus hábitos y sus resultados se hacen presentes y visibles en los edificios de toda Europa. Existe una amplia variedad de soluciones y combinaciones, fácilmente disponibles para una rehabilitación eficiente en términos energéticos.

Las soluciones de protección solar dinámicas son un concepto esencial en los edificios que se han concebido con un alto grado de eficiencia energética, con el fin de evitar los riesgos de un sobrecalentamiento debido a la evolución en la construcción de edificios y al cambio climático. Los expertos apuntan que la situación empeorará si la protección solar dinámica no se convierte en una parte integral del concepto de edificio.

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La combinación de la protección solar dinámica externa e interna es esencial para el ahorro energético y el confort interior saludable tanto para los edificios remodelados como para los nuevos edificios. La protección solar tiene un coste también eficiente y puede proporcionar un ahorro de hasta 60 veces su huella de CO2 durante 20 años.

El desafío al que se que enfrenta el sector de la construcción con el fin de alcanzar el objetivo del 40% de ahorro de CO2 para el año 2030 y un 80% de ahorro de CO2 para el año 2050 es el desarrollo de sistemas de control inteligentes innovadores que regularán de manera efectiva las operaciones de sombreado, acristalamiento, ventilación natural, HVAC (Calefacción, Ventilación y Aire Acondicionado) y sistemas de iluminación dentro de un marco común.

La Asociación añade que “la industria debe llevar a cabo una misión para la educación de los usuarios con el fin de dar a conocer la forma correcta de utilizar soluciones de construcción de bajo consumo al tiempo que ofrece el ambiente interior deseado”.

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Conclusiones e implicaciones para la industria de la protección solar

En sus conclusiones, la ES-SO asevera que las protecciones solares son mucho más que un componente o un accesorio: “una solución de sombreado de alto rendimiento es un concepto que combina la gestión solar y la luz del día. Arquitectos y constructores deben integrarla como estándar en todos los diseños para los nuevos edificios sostenibles, así como para las reformas. Haciendo esto, se va a conseguir un gran impacto en los objetivos 20-20-20 y del mismo modo se estará ayudando al planeta”.

A través del Programa de Estímulos a la Innovación (PEI), el Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (Conacyt) de México apoya la creación y desarrollo de nuevos herrajes para la industria de la construcción, específicamente en el área de tenso-estructuras y cubiertas de membranas ligeras.

La empresa Hyparch, con sede en Guadalajara (México) se dedica a la arquitectura flexible, término que utilizan para conjuntar aspectos de la arquitectura textil, como las tenso-estructuras y cubiertas, así como estructuras basadas en materiales innovadores como el bambú. Esta firma está creando un nuevo sistema de anclaje para esta pujante industria que en especial en México se está desarrollando de una forma muy intensa.

Ramírez Zamora, director de Hyparch, afirmó que el herraje que se está elaborando —encargado de conectar la lona o membrana con la estructura metálica portante— conllevará mayor practicidad en la obra al optimizar costos, aumentar la resistencia de la pieza y ofrecer una estética más limpia.

En el mercado actual la mayoría de los herrajes utilizados en la industria son de origen chino, estadounidense y europeos, por lo que los tiempos de entrega son prolongados. Al producir herrajes en el país norteamericano este periodo de espera prácticamente desaparece.

Los herrajes en cuestión son únicos en aquel país, diseñados enteramente por arquitectos e ingenieros mexicanos. Constan de tres piezas elaboradas en acero galvanizado y hay planes de elaborar una versión en acero inoxidable, y son aptos para ambientes extremos de salinidad y otros agentes corrosivos y de alto desgaste.

Ramírez Zamora, a su vez catedrático del Instituto Tecnológico de Estudios Superiores de Monterrey (ITESM) Campus Guadalajara, señaló que esta universidad también ha colaborado en el diseño del producto, en la parte de modelos matemáticos y simulaciones virtuales. Liliana Andrea Peñuela, titular del departamento de investigación y desarrollo tecnológico de la empresa señaló que existe una alta exigencia para hacer un producto novedoso: “nuestra idea es hacer un herraje diferente, porque la mayoría de los herrajes que utiliza la industria son importados y los que son fabricados aquí en México son de muy baja calidad o improvisados, que no permiten cierta adaptación en el campo”.

En este momento, Hyparch se encuentra en la etapa de control de calidad, sometiendo el dispositivo a pruebas de fatiga para garantizar su durabiliad. El herraje está en proceso de patente y será lanzado al mercado en 2016.

Aunque la manufactura de las piezas será realizada en una primera etapa por una empresa externa, Hyparch tiene dentro de sus metas a medio plazo construir una planta propia, a fin de “fomentar el desarrollo y la economía nacional con un producto bastante competitivo”, señaló Ramírez Zamora.

La empresa ha hecho trabajos —además de en la zona metropolitana de Guadalajara— en varias regiones del país (Veracruz, Nayarit, Baja California Sur, Nuevo León y Chiapas), en desarrollos hoteleros, residenciales y centros comerciales, así como para el sector público.

Los creadores del producto tienen dentro de sus proyectos de futuro desarrollar un ancla de características similares al herraje ya elaborado para conectar el poste con la cimentación. Y del mismo modo desarrollar sistemas integrales de instalación patentados para este tipo de cubiertas, incluyendo el diseño de herramientas y manuales especializados e impulsar la investigación en temas de hidrogeología, cimentaciones y nuevos materiales, entre otros.

El empresario comentó que aunque es licenciado de la Facultad de Ingeniería de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM), encontró su verdadera vocación cuando se desempeñaba como becario en la Facultad de Arquitectura. “Desde que llegué al laboratorio (de estructuras), fue algo que me gustó mucho. Fue una especie de amor a primera vista con el área. Hay cosas en la vida que te llaman y cuando entré al laboratorio del doctor Oliva supe que me tenía que dedicar a esto. Es un tema de pasión. En Hyparch es un común denominador trabajar en algo que nos gusta y apasiona”, dijo.

Con el tiempo, Ramírez ha fundado Hyparch, bajo la premisa de “crear espacios de convivencia” con el objetivo de que cualquier cubierta tiene la finalidad de albergar personas ya sea en modo de vivienda o en modo laboral lo importante, dice, “es que disfruten más lo que están haciendo en un espacio dotado de las mejores condiciones posibles”. Actualmente está está finalizando un máster de cubiertas de membranas ligeras en la Universidad Técnica de Viena, (Austria).

La protección solar en la fachada

Este texto es parte de una investigación sobre el comportamiento térmico de soluciones constructivas bioclimáticas, puesto en marcha por el Observatorio de la Sostenibilidad en España. El investigador principal del proyecto ha sido Servando Álvarez Domínguez (Grupo de Termotecnia. Escuela Técnica Superior de Ingenieros de Sevilla). En él se estudian los dispositivos externos de sombreado que se incorporan en la fachada o envolvente térmica para limitar el aumento del calor proveniente de la radiación solar en el interior del edificio.

Se contempla como punto importante la rehabilitación de la envolvente térmica en los edificios existentes. Esta medida pretende fomentar la aplicación de criterios de eficiencia energética en la rehabilitación de edificios mediante el aumento del nivel de aislamiento en fachadas y cubiertas, la mejora de la carpintería exterior y vidrios, y la incorporación de protecciones solares (todo ello desarrollado en el CTE).

El desarrollo moderno de la planificación y la construcción arquitectónica, con la reducción del espesor de los muros, ha agudizado el problema del control de la radiación solar en los edificios. La piel del edificio (envolvente) actúa como filtro entre las condiciones externas e internas para controlar la entrada de aire, el calor, el frío, la luz, los ruidos y los olores.

Protección solar interior

 

En general, se acepta que el cerramiento es capaz de controlar por si mismo los efectos del aire, la temperatura y el ruido. La mejor forma de controlar la radiación solar es detenerla antes de alcanzar la envolvente del edificio, en el caso de la luz, se controlará de forma más viable si se trata desde el interior de los huecos.

Los dispositivos externos de sombreado se incorporan en la fachada o envolvente térmica para limitar el aumento del calor proveniente de la radiación solar en el interior del edificio. Es por tanto una estrategia de ahorro energético enfocada a limitar la demanda de refrigeración en condiciones climáticas de verano. Teniendo en cuenta que el soleamiento es a su vez una forma de aportar calor y reducir la demanda de calefacción en condiciones de invierno, un protector solar correctamente diseñado no debe penalizar este aporte solar.

Para utilizar un elemento sombreador se debe estudiar la orientación del hueco o ventana donde se va a colocar, la geometría de los elementos constructivos relativos al cambio de la posición solar y la geografía de la localidad, así como el tiempo y la cantidad de radiación solar directa que puede traspasar el hueco en la edificación durante el año. Junto a todo esto no hay que olvidar los efectos de sombras que pueden crear los edificios contiguos.

Las técnicas de mitigación de las ganancias solares relacionadas con el sombreado, ubicación y orientación de las aberturas o ventanas y con la calidad de los vidrios, deberán estar en armonía con las decisiones de implantación y distribución de los espacios interiores. El uso de estas estrategias, o la combinación de ellas, es la forma más efectiva de alcanzar el confort térmico y lumínico en forma natural, o de reducir significativamente el consumo de energía del sistema de aire acondicionado.

Una buena orientación minimiza la carga solar en verano y la maximiza en invierno. Es conveniente una adecuada combinación de protecciones solares fijas y móviles que reduzcan esta carga, especialmente si las dimensiones o disposiciones de los huecos no son los óptimos como puede suceder en los edificios a rehabilitar. Las soluciones que se enumeran en este capítulo de protección solar están enfocadas desde el punto de vista de los climas de la península ibérica.

Los cristales tintados son también una solución de protección térmica

Los efectos de la radiación en los edificios

La radiación solar que entra a través de una ventana sin protecciones solares representa un gran aporte calorífico a los ambientes. Esta radiación es espectralmente muy cercana a la radiación infrarroja, por lo que este calor podría aumentar muy por encima la temperatura interior respecto a la temperatura del aire exterior debido al efecto invernadero. Los vidrios simples de las ventanas son transparentes a la radiación infrarroja de onda corta, por lo que ésta es absorbida y vuelve a irradiar entre las superficies y objetos interiores en forma de radiación infrarroja de onda larga. El vidrio resulta opaco para la radiación de onda larga, por lo cual este calor radiante quedará atrapado dentro del ambiente.

Se entiende por protección solar a cualquier dispositivo fijo o móvil que impida total o parcialmente el paso de la radiación solar al interior de un local o habitación.

Tendremos así: persianas, cortinas de enrollar, postigos, pantallas, parasoles, toldos, voladizos, entre otros. Otros elementos exteriores, como la vegetación de hoja caduca, también pueden producir sombra en los huecos en verano, dejando pasar el sol en invierno.

En arquitectura se habla de protección solar para referirse al efecto del sol y la capacidad de regular la temperatura en el interior de locales habitables. Indistintamente necesita protegerse del sol una superficie vidriada o una superficie opaca. En cada caso será sensiblemente diferente el modo en que el calor del sol se transmitirá al interior del local.

 

Los toldos son una de las mejores formas de protección térmica y solar

En los huecos de fachada, los elementos sombreadores pueden estar clasificados como fijos o ajustables, externos o internos. Las aberturas que están completamente sombreadas desde el exterior, reducen la absorción de energía procedente del Sol en un 80% [Ashrae, 1997]. En todas las estructuras exteriores de sombra, el aire debe moverse libremente para permitir que el calor absorbido por los materiales sombreadores y vidrio salga al medio exterior.

Los protectores solares deben adaptarse a la latitud del sitio, es decir, a la trayectoria y ángulo solar a lo largo del año, así como a la orientación de las ventanas en cada fachada. Estos factores definirán el tipo de protector solar más conveniente. Los tipos de protección más usuales son las protecciones fijas, protecciones móviles y protecciones orientables.

Factor solar del vidrio, Factor de sombra y Factor solar modificado de huecos y lucernarios.

Los elementos de sombreado exteriores son los más recomendados

 

Según el CTE (DB-HE1 Apéndice A, Terminología), el factor solar del vidrio (g) es el cociente entre la radiación solar a incidencia normal que se introduce en el edificio a través del acristalamiento y la que se introduciría si el acristalamiento se sustituyese por un hueco perfectamente transparente.

En el caso de superficies vidriadas o simplemente ventanas, la radiación solar llegará a la superficie exterior del vidrio y en condiciones generales medias, el 86% continuará por el interior del local hasta encontrar una superficie opaca. Dependiendo de su color parte de absorberá y parte se reflejará. La parte absorbida calentará la masa del elemento y luego de calentada irradiará calor en el espectro infrarrojo, ya no visible al ojo humano. Cada uno de estos vidrios tendrá la capacidad de frenar en parte el paso de los rayos del sol y es usual el uso de un factor para determinar dicha capacidad.

En el caso de existencia de protecciones u otras obstrucciones solares sobre un hueco, el factor de sombra, Fs, según el CTE-DB-HE-1, es la fracción de la radiación incidente en un hueco que no es bloqueada por la presencia de obstáculos de fachada, tales como retranqueos, voladizos, toldos, salientes laterales u otros.

Debido a que la posición del sol en el cielo y su relación con la superficie a tratar varía constantemente, la proporción de energía solar incidente varía con la orientación y la hora del día.

La influencia del color y del material en las protecciones solares no esta contemplada por el CTE, no obstante en una rehabilitación bioclimática se deben tener en cuenta estos parámetros, comprobándolos de forma aproximada mediante la apreciación visual, que tiene influencia en los valores de absorción y reflexión de radiación solar.

 

Protecciones interiores translúcidas

El color blanco en las persianas venecianas proporciona un 20% más de protección que las de un color oscuro, y el aluminio ofrece una protección adicional del 10%. En las persianas enrollables el efecto es más pronunciado: las de color blanco ofrecen un 40% más de protección que las de colores oscuros. El factor de sombra es pequeño cuando la protección solar es opaca y de tonalidad clara. Si la protección solar no es opaca y permite parcialmente el paso de la radiación solar el valor del factor de sombra Fs debería aumentar.

Factor solar modificado de huecos y lucernarios

Según el CTE, el factor solar modificado se determina a partir del factor de sombra Fs en función del dispositivo de sombra, la fracción del hueco ocupada por el marco FM y el factor solar del vidrio g. En este caso si se tiene en cuenta el color del marco y la absorción de energía según éste.

F = Fs [(1-FM) g + FM 0,04 Um α

 

Protecciones interiores translúcidas para fachadas con poca insolación directa

 

Eficacia de los diferentes sistemas para proporcionar sombra

Para poder clasificar los métodos de protección solar según categorías, es necesario fijar algún parámetro como valores medida (color medio, 50 % de transmisión de iluminación, etc). Así podemos obtener el orden de eficacia, de menor a mayor, que sería el siguiente:

-Persiana veneciana menos eficaz

-Persiana enrollable

-Cristal tintado

-Cortina aislante

-Pantalla de sombra

-Persiana exterior de lamas metálicas

-Capa protectora sobre superficie acristalada

-Árboles

-Protección externa

-Protección fija exterior

-Protección móvil exterior más eficaz

 

Protección solar exterior de madera

 

Localización de la protección con respecto al cerramiento

Las protecciones solares pueden estar localizadas en el interior o en el exterior del cerramiento. Actualmente contamos con soluciones en el interior de la cámara de aire de un doble acristalamiento aislante

Los sombreadores internos pueden ser: estores enrollables, persianas venecianas, cortinas, etc. Estos sistemas se utilizan generalmente para dar privacidad en el interior, al mismo tiempo que permite controlar la entrada de luz solar. Las protecciones interiores son en general más baratas, se encuentran bien protegidas y por tanto tienen mayor durabilidad y son fácilmente ajustables. Protegen a los ocupantes de la habitación de los rayos solares, pero no son efectivos para reducir las ganancias de calor. Esto es debido a que interceptan la radiación solar una vez ha traspasado el vidrio.

Cuando se emplean protecciones solares interiores se produce una reducción de la radiación solar directa incidente sobre los forjados y paramentos interiores, pero no se evita que la radiación atraviese el vidrio, iniciándose el efecto invernadero. La efectividad que tienen estos elementos depende de la capacidad que tengan para reflejar el exceso de radiación solar antes de que esta sea absorbida y convertida en calor dentro de la edificación. Por lo tanto pueden eliminar solo la parte de energía radiante que pueda reflejarse y pasar a través del vidrio nuevamente.

Existen sistemas que limitan el exceso de radiación solar utilizando persianas integradas en el acristalamiento. El sombreador integral instalado dentro de una doble o triple unidad de vidrio pretende combinar la ventaja de las protecciones interiores con la de los exteriores: el calor se disipa al exterior y el sombreador se mantiene protegido de las condiciones climáticas exteriores. Parte de la energía se reflejara, parte será trasmitida y otra parte absorbida. Esta porción absorbida se trasmitirá por convección y radiación tanto hacia el exterior como hacia el interior de la estancia.

Los sombreadores externos son más efectivos para proteger del Sol (hasta un 80%) ya que interceptan los rayos solares antes de que atraviesen el vidrio. Trasmiten al aire su porción de energía por convección y radiación. Son más caros en la instalación y mantenimiento. Para una misma ventana orientada hacia el mediodía y dependiendo de la ubicación de la protección solar, la temperatura no será la misma dentro de un local a acondicionar.

En invierno se busca una protección de los efectos de la luz (deslumbramiento) y no del calor, y por lo tanto es adecuado colocar los elementos de control solar en la cara interior del vidrio. Al contrario que en verano, que se quiere proteger del calor y por lo tanto se debe colocar en la cara exterior del vidrio y a ser posible separado para tener un entorno inmediato más fresco.

La cantidad de energía consumida en una edificación así como la ganancia de calor solar y la entrada de luz natural, puede controlarse también utilizando persianas automatizadas o utilizando diferentes materiales especiales con características particulares de difusión y refracción.

Protección solar de superficies opacas

En el caso de superficies opacas se recibe el 100% de la radiación y en función del color, parte se absorbe y parte se refleja. La parte absorbida comienza a calentar la masa y el calor viaja por esta por conducción para luego irradiar en el infrarrojo el interior del local y elevar su temperatura.

Esto que puede ser beneficioso en un clima frío o en el período frío del año en cualquier sitio de la tierra, se vuelve perjudicial en climas cálidos o en el período cálido. Este fenómeno tiende a sobrecalentar el interior de los locales por encima de los niveles de confort higrotérmico. Es en estas condiciones que se hace necesaria una protección solar.

Para conseguirlo se deben usar materiales de construcción de color claro altamente reflexivos además de, cuando sea posible, cubrir de vegetación algunas superficies de los paramentos verticales y/o cubiertas.

 

TIPOLOGÍAS DE PROTECCIÓN SOLAR

La selección de los tipos de protecciones solares a utilizar viene determinada, para cada clima concreto, por la superficie y orientación del acristalamiento. Los protectores solares deben adaptarse a la latitud del sitio, es decir, a la trayectoria y ángulo solar a lo largo del año.

 

Pantallas rígidas, parasoles, salientes y voladizos

El voladizo horizontal fijo elimina los rayos solares que tienen una mayor altura solar, pero reduce la entrada de luz natural siendo poco apropiado para orientaciones Este y Oeste. Tampoco es la solución mas apropiada en lugares donde existe un alto nivel de radiación y el exceso de calor es un problema, como es en las zonas cálidas en el sur de Europa (clima mediterráneo). Es recomendable que el voladizo horizontal cuente con una ventilación superior para evitar la acumulación del calor en las zonas cercanas al dintel del hueco. Para ángulos bajos de incidencia del sol, es decir, al amanecer los que provienen del este y al atardecer del oeste, los protectores solares verticales y frontales son adecuados para ventanas en fachadas sur, sureste y suroeste.

Los protectores solares fijos en ventanas son elementos que requieren una importante inversión económica inicial, por lo cual en muchos casos se descarta su aplicación. Sin embargo, es recomendable realizar una evaluación técnica y económica, debido a que este tipo de protectores, cuando están bien diseñados, reporta altos beneficios en la calidad térmica de los ambientes y en la disminución de la carga de enfriamiento del sistema de aire acondicionado.

Protecciones_interiores_translúcidas_para_fachadas_con_poca_insolación_directa.jpg

 

Filtros solares: Celosías de lamas

Los sistemas de celosías o "brise soleils" son sistemas de lamas que permiten el paso de la luz (luminosidad) pero que, a la vez, impiden, total o parcialmente, la radiación solar directa en el interior del edificio en condiciones de verano.

Los materiales más utilizados son el aluminio, la madera y el PVC. En cuanto a la geometría de las lamas, las más comunes son la lama elíptica, la lama tipo Z y la lama arqueada. La lama elíptica, actualmente, es la más utilizada en el campo de la protección solar de fachadas, permitiendo la disposición de las lamas en vertical u horizontal, fijas o móviles, ya sean manuales o mediante motor eléctrico.

Las protecciones fijas tienen la ventaja de exigir poco mantenimiento y, si están bien diseñadas y dimensionadas, no se pueden utilizar incorrectamente equivocando sus funciones.

Debido al ángulo de incidencia solar, los dispositivos fijos horizontales son recomendables para fachadas con orientación Sur (en el hemisferio norte), para asegurar la protección solar durante el final de la primavera, todo el verano y principio del otoño.

La radiación solar directa con una baja altura solar (Este y Oeste) es más difícil de proteger. Las lamas verticales fijas, si son realmente efectivas, excluyen una gran parte de luz natural y obstruyen la visión, es preferible que sean lamas móviles.

En las fachadas con orientación Este u Oeste, al estar sometidas a una altura solar reducida, es preferible utilizar mecanismos verticales regulables para controlar la radiación directa solar y permitir la entrada de luz y las vistas en los momentos del día en los que la protección solar no sea necesaria. Una alternativa a las lamas móviles son las ventanas mallorquinas o contraventanas de lamas fijas, en las cuales las lamas están fijas a un bastidor. Este bastidor puede ser corredero o practicable Persiana Fija con Lamas Graduables Horizontales o Verticales. Constituida por una serie de lamas sobre bastidor, dispuestas en forma horizontal o vertical, las cuales ofrecen protección de vistas y la iluminación y ventilación graduables.

Lamas móviles

Los apantallamientos móviles son los que permiten una mejor interceptación de la radiación solar en cualquier orientación, ya que adaptan su posición y geometría a cada situación concreta. También permiten la captación flexible de la radiación solar directa en función de la época del año o la actividad que se vaya a desarrollar en el local a acondicionar. Es conveniente que estos protectores solares sean de buena calidad, ya que al estar situados a la intemperie van a ser continuamente atacados por el

sol, la lluvia, el viento y las altas y bajas temperaturas, estropeándose fácilmente sus mecanismos si no cuentan con una calidad aceptable.

Pantallas flexibles: Toldos y persianas exteriores

Para las ventanas expuestas al sol se puede disponer de elementos individuales de protección solar ligeros, como toldos o persianas exteriores, los cuales permiten controlar, a requerimiento de la ocupación del espacio, la cantidad de luz solar con entrada directa hacia el interior de las estancias; a la vez que reducir las ganancias de calor interno.

Los toldos constituyen uno de los mecanismos más clásicos de apantallamiento móvil exterior. Generalmente pueden ser verticales, horizontales o proyectados. Los apantallamientos móviles son los que permiten una mejor interceptación de la radiación solar en cualquier orientación, ya que adaptan su posición y geometría a cada situación concreta. Son flexibles en función de características variables como la época del año, ocupación o la actividad desarrollada en el local a ocupar.

Los mecanismos graduables son los que proporcionan un mejor resultado, ya que al poder adaptarlos al recorrido solar, que varía según las estaciones, permite conseguir sombra en verano y beneficios caloríficos en invierno. Las persianas enrollables con guía fija o articulada, (con lamas fijas o graduables) están constituidas por una serie de lamas articuladas unas con otras que en forma conjunta corren por unas guías laterales, deslizándose paralelamente al plano de la carpintería hasta enrollarse en un tambor ubicado en el dintel de la ventana. Las guías pueden ser fijas, articuladas o proyectantes al exterior. Las lamas se fabrican en madera, plástico o aluminio.

Las persianas exteriores, cuya función consiste en regular el paso de la luz al interior, sirven de protección a la radiación solar, gradúan la ventilación, ofrecen el cerramiento parcial de vistas y la protección y seguridad para evitar accesos forzados.

Cortinas, contraventanas interiores

Los arreglos interiores en ventanas, tales como cortinas, persianas interiores y pantallas, reducen las ganancias de calor al disminuir la cantidad de luz solar directa hacia el interior de los espacios. Sin embargo, estos elementos no trabajan tan eficientemente como las protecciones exteriores, debido a que el aire que circula entre el vidrio y el protector se calienta y, eventualmente, se transmite al interior del ambiente.

Adicionalmente, las protecciones interiores pueden reducir la temperatura interior, pues evitan el contacto de los rayos solares con los materiales de elevada masa térmica, como los forjados de hormigón. Las protecciones solares interiores protegen los muebles de la radiación directa. Estas protecciones solares se desarrollan en paralelo al vidrio y a poca distancia de éste, para formar una cámara de aire entre ambos que sirva para aumentar la resistencia térmica del hueco.

Son protecciones a la radiación solar y a su vez a la transmisión de calor. Inciden doblemente sobre el intercambio energético a través de los huecos acristalados: por una parte sirven para proteger del sol en condiciones de verano, obstruyéndolo total o parcialmente, y por otra parte reducen la transmisión térmica por las noches en condiciones de invierno.

Películas de control solar (vidrio de protección solar)

Un tipo de acristalamiento con una cierta coloración y capaz de absorber el calor intercepta alrededor de un 40% de la energía radiante. Esta característica representa una aportación considerable para permitir la disminución de la temperatura en verano, pero se traduce en una pérdida de calor útil en invierno.

Acristalamiento entintado: Los tonos que se emplean habitualmente son ahumados, carbón y gris. Estas películas están disponibles en varias intensidades dependiendo del grado de transmisión de luz y calor que se quiera rechazar.

Acristalamiento reflectante: Habitualmente dan tonos color plata, azul plata, bronce plata, oro plata, humo plata… Esta línea de películas reduce hasta un 83% el calor y el reflejo, el aspecto exterior es especular.

Los cristales de alto rendimiento o espectralmente selectivos reducen la cantidad de calor transmitido a través de las ventanas, a la vez que permiten el paso de altos niveles de luz visible. De esta manera puede reducirse la necesidad de energía para enfriamiento y, al mismo tiempo, se reducen las necesidades de luz eléctrica. Adicionalmente, este tipo de cristales reduce el deterioro de los muebles debido a la radiación ultravioleta. Se han desarrollado vidrios espectralmente selectivos y de baja emisividad (Low-e).

No todos son adecuados pero existen algunos sistemas de vidrio que han sido diseñados para climas templados y funcionan manteniendo los espacios fríos en verano y cálidos en invierno.

Es importante no confundir los vidrios espectralmente selectivos y Low-e con el color del vidrio. Los vidrios con tinte no reflejan la radiación infrarroja, por el contrario, la absorben. Al absorber la radiación se acumula calor que eventualmente puede ser reirradiado al interior como energía calórica. Algunos tintes oscuros admiten más calor que luz visible. Por ejemplo, un cristal con tinte color gris oscuro puede tener un alto factor solar y un bajo coeficiente de transmisión de luz natural. Adicionalmente, el color del cristal puede producir ambientes en penumbra y mayor consumo de energía y costos por iluminación. Los vidrios espectralmente selectivos y Low-e de colores verdes y azules transmiten mejor la luz solar

Vegetación como protección solar

La concentración de pavimentos y cemento en los barrios de la ciudad producen el efecto “isla de calor urbano” que causa problemas a la salud y molestias y aumenta las demandas de refrigeración de los edificios en verano. Este efecto puede ser reducido si se plantaran cantidades de vegetación en áreas densamente pobladas de la ciudad.

Los estudios más completos sobre la influencia que la vegetación tiene sobre presupuesto energético de las ciudades han sido llevados a cabo principalmente en climas templados en los países desarrollados. Los estudios en Chicago muestran que al incrementar el arbolado en la ciudad en un 10%, se reduce el uso de energía para calefacción y refrigeración entre un 5 y 10% (McPherson et al. 1994). Además, las áreas verdes urbanas pueden proveer bioenergía y otros substitutos de los combustibles fósiles suministrando así fuentes de energía renovable.

Para el verano, un árbol o planta que proyecte sombra sobre un edificio o ventana, puede ser la diferencia entre confort y disconfort. Evidentemente, los árboles de hojas caducas son el ideal para esta situación. Con hojas en verano, sin hojas y dejando pasar el sol en invierno para permitir la radiación directa desde el sur.

Los espacios abiertos en un terreno, aquellos que deja libre el edificio, deberán ser estudiados con cuidado pues si no reciben una buena cantidad de sol en invierno, probablemente nadie los utilice.

En el caso de las fachadas con orientación norte, resulta conveniente proteger el edificio contra el viento en condiciones de invierno situando vegetación de hoja perenne en las cercanías de la vivienda para así desviar el viento.

Recomendaciones

Como resumen, se puede establecer que los sistemas de voladizo o parasoles horizontales (equiparable a las lamas fijas) son convenientes para orientaciones a Sur ya que evitan la entrada del sol cuando éste se sitúa en el punto más alto de su recorrido. Para dimensionarlos habrá que tener en cuenta la altura solar a lo largo del año en la zona geográfica en que nos encontremos. Si se quiere conseguir que el sombreamiento se mantenga en las horas en que el sol incide sesgado sobre las fachadas de esta orientación (mañana y tarde) habrá que completarlo con parasoles verticales en los laterales del hueco.

Los sistemas de lamas verticales (y con lamas horizontales), tanto con lamas fijas como con lamas móviles, cubriendo la superficie del hueco de entrada de luz, son recomendables para orientaciones Sur. Con las lamas móviles, estos sistemas también funcionan perfectamente a Suroeste y Sureste.

Para orientaciones a Este y Oeste, donde la altura solar es escasa, los sistemas idóneos son los verticales que sobresalgan mucho de la fachada y con lamas verticales. La solución más efectiva son los apantallamientos móviles que se mueven buscando la posición del sol en azimut. Los parasoles horizontales no son efectivos para orientaciones a Este u Oeste.

El parasol ajustable evita algunos de estos problemas. Lamas exteriores, estores enrollables, persianas venecianas, etc., pueden estar abiertas en gran parte del día y cerrarse sólo cuando los rayos solares lo hagan recomendable. En las fachadas orientadas al este y al oeste, las lamas horizontales deben estar completamente cerradas para bloquear los rayos solares, mientras que las lamas verticales pueden estar parcialmente abiertas para permitir el paso de los rayos reflejados o difusos desde el norte, bloqueando al mismo tiempo la radiación directa. Sistemas completamente automatizados, los cuales responden a los cambios del ángulo solar, niveles de temperatura y/o luz, podrían ser particularmente adecuados para sistemas exteriores.

Los tejidos técnicos ganan peso en el textil de Cataluña

El peso de los tejidos técnicos crece en el textil de Cataluña y, actualmente, representa el 22 % de la cifra de negocios y el 17 % de las exportaciones de las empresas textiles de esta comunidad.

Eso se desprende de un estudio elaborado por el clúster AEI Tèxtils, Texfor y Cityc, con el soporte de Acció, en el que se asegura que, en 2015, el sector de los textiles de uso técnico en Cataluña generó una cifra de negocios de 890 millones de euros, ocupó a 4.000 personas y exportó más de 793 millones de euros.

A nivel de representatividad en las exportaciones, los hilados representan un 16,3 %, las telas no tejidas un 31,2 %, los tejidos un 42 % y la confección un 10,5 %. "Si tenemos en cuenta la estructura productiva catalana, el sector que tiene una actividad superior en el exterior es el de las telas no tejidas, ya que representan el 10 % de las empresas productivas pero un 31,2 % de las ventas al exterior".

El principal destino de las exportaciones de las empresas catalanas de textiles de uso técnicos es la Unión Europea: Alemania representa el 17,6 % de las exportaciones, Francia el 10,7 %, Italia el 7,4 %, Países Bajos el 5,4 % y Portugal el 5,2 %. Las ventas fuera de la UE las encabeza Marruecos con un 8 % del total de las exportaciones de las empresas catalanas, seguido de Estados Unidos, China y Turquía, con una representatividad de cada país alrededor del 2 %.

Los textiles de uso técnico catalanes representan más de la mitad de la cifra de negocios y exportaciones del sector en España, un 51,5 % y un 52,5 % respectivamente.

Las telas no tejidas es un sector que tiene una participación creciente y, en 2015 representaba el 12 % de las empresas de los textiles de uso técnico. Las empresas de preparación, tintura, estampación y/o acabados para terceros tienen el 10 % de la actividad de los textiles de uso técnico. Las empresas de confección, en este sector, tienen una proporción del 2 %".

Nuevas mallas de sombreo fotoselectivas en cultivos hortícolas

El Instituto Murciano de Investigación y Desarrollo Agrario y Alimentario (IMIDA), dependiente de la Consejería de Agua, Agricultura, Ganadería y Pesca, estudia el resultado de la aplicación de nuevas mallas de sombreo fotoselectivas. Han aparecido recientemente en el mercado y representan un nuevo enfoque para mejorar el aprovechamiento de la radiación solar en los cultivos agrícolas. Dicho estudio se enmarca en el proyecto de investigación Feder ‘Innovación en productividad mediante protección de cultivos en condiciones adversas (uso de polímeros plásticos)’.

Las particularidades de estos tipos de malla harían posible la realización de cultivos en épocas en las que las producciones en invernadero pierden presencia en el mercado, ya que podrían utilizarse directamente como cubiertas en túneles de cultivo, sobre estructuras metálicas ligeras sin necesidad de colocar un filme plástico de superficie continua adicional.

Los resultados preliminares de algunos prototipos evaluados en el campo de Cartagena (sobre cultivos de pimiento, en un ciclo de primavera-verano) muestran que la influencia de la fotoselectividad en esta zona (con condiciones climáticas de índole mediterránea) es importante. Ya que, según la investigación, dependiendo del tipo de malla empleada, se observan algunas mejoras en la calidad nutricional del fruto producido y en el rendimiento final del cultivo.

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