El efecto de Windows en el rendimiento de los edificios

Las ventanas se ven a menudo como elementos decorativos de un edificio, con el papel pasivo de proporcionar visibilidad e iluminación natural. Sin embargo, la elección de las ventanas es una decisión de diseño muy importante antes de la construcción. Una gran parte del intercambio de calor entre el edificio y el exterior se produce a través de las ventanas, y esto influye en el consumo de energía de equipos de calefacción y refrigeración.

Definir un número adecuado de ventanas y su distribución es un desafío de diseño:

  • Una gran cantidad de ventanas proporciona abundante luz natural, lo que reduce los gastos de iluminación.
  • Sin embargo, las ventanas abundantes también aumentan la ganancia de calor en verano y la pérdida de calor en invierno, lo que aumenta los gastos de HVAC.
  • Además, si las ventanas se colocan donde dan directamente al sol, pueden causar deslumbramiento.

Mejore el aislamiento y la hermeticidad de la envolvente de su edificio.


Rendimiento térmico de Windows

La resistencia de una ventana al flujo de calor está determinada por su construcción física: el vidrio de doble panel transfiere menos calor que un vidrio de un solo panel y, a su vez, una ventana de doble panel es superada por una ventana de triple panel. Como era de esperar, el costo de la ventana aumenta junto con la cantidad de paneles de vidrio, lo que significa que hay un análisis de costo-beneficio involucrado.

Se utilizan tres métricas principales para describir el rendimiento térmico de las ventanas: el valor U, el Valor R y el coeficiente de ganancia de calor solar (SGHC).

El valor U es el coeficiente de transferencia de calor, y describe el calor transferido por unidad de área y por unidad de diferencia de temperatura. Si una ventana tiene un valor U de 0,25 W / m2- ° C, un área de ventana de 2 m2 transferirá 5 vatios cuando se exponga a una diferencia de temperatura de 10 ° C.

  • Transferencia de calor = (0,25 W / m2- ° C) (2 m2) (10 ° C) = 5 W

El valor R describe la resistencia térmica, y se puede obtener dividiendo el número 1 por el valor U. Por ejemplo, un valor U de 0,25 W / m2- ° C es equivalente a un valor R de 4 m2- ° C / W.

  • Valor R = 1 / Valor U = 1 / (0,25 W / m2- ° C) = 4 m2- ° C / W

La transferencia de calor también se puede calcular a partir del valor R, aplicando la siguiente fórmula:

  • Transferencia de calor = área x diferencia de temperatura / valor R
  • Transferencia de calor = (2 m2) (10 ° C) / (4 m2- ° C / W) = 5 W

El coeficiente de ganancia de calor solar (SHGC) es la fracción de radiación solar transmitida por la ventana. Por ejemplo, si una ventana tiene un SHGC de 0,7 y recibe 200 W de radiación solar, la transmisión de calor es de 140 W (200 W x 0,7).

Mejora de la iluminación natural y prevención del deslumbramiento

La iluminación natural con ventanas reduce la dependencia de los accesorios de iluminación, lo que reduce el costo de funcionamiento de la iluminación artificial. Sin embargo, las ventanas mal colocadas pueden causar deslumbramiento si el sol es directamente visible o reflejado por una superficie interior. La distracción causada por el deslumbramiento reduce la productividad y la exposición prolongada es perjudicial para la visión humana. Tenga en cuenta que hay dos tipos de deslumbramiento:

  • Deslumbramiento de incomodidad ocurre cuando una fuente de luz brillante causa dolor y una reacción instintiva para mirar hacia otro lado. Por ejemplo, este es el tipo de experiencia de deslumbramiento si miras al sol accidentalmente.
  • Deslumbramiento por discapacidad ocurre cuando la visión se ve obstaculizada, pero sin la reacción instintiva de apartar la mirada. Un ejemplo común es cuando una fuente de luz se refleja en la pantalla de un televisor o una computadora; no hay dolor visual, pero las imágenes en la pantalla no se pueden ver con claridad.

El deslumbramiento se puede prevenir evitando las ventanas que dan directamente al sol o bloqueándolas estratégicamente con vegetación y cortinas. Los tragaluces también son viables cuando no hay piso encima: su geometría está optimizada para permitir la iluminación natural sin los efectos de deslumbramiento y calefacción.

La iluminación artificial se puede mejorar con controles para que responda a la iluminación natural, a través de un concepto llamado cosecha de luz diurna. Los artefactos de iluminación se atenúan o desactivan en respuesta a la iluminación natural y, como resultado, se reduce su consumo de electricidad.

Efecto en Windows sobre los gastos de calefacción y refrigeración

El efecto de Windows en el rendimiento de los edificios

Un edificio puede equiparse con los sistemas de calefacción y refrigeración más eficientes disponibles, pero el rendimiento seguirá siendo deficiente si la envolvente del edificio carece de aislamiento y hermeticidad adecuados. Una gran fracción de la ganancia de calor en verano y la pérdida de calor en invierno ocurre en las ventanas, y el efecto en las facturas de energía puede ser significativo si el rendimiento térmico de las ventanas es bajo.

Las ventanas de alto rendimiento son más fáciles y menos costosas de instalar en un edificio nuevo, ya que no es necesario modificar las paredes existentes. Un proyecto de actualización de ventanas se vuelve más costoso en un edificio existente, ya que las ventanas actuales deben quitarse y también hay trabajos de albañilería. Las contraventanas son una opción rentable en los edificios existentes: se pueden instalar sin interrumpir las ventanas existentes, y el espacio de aire resultante entre la ventana vieja y la contraventana mejora el aislamiento.

Conclusión

Eficiencia energética Las medidas tienden a centrarse en sistemas de construcción específicos, pero un mejor enfoque es trabajar con el desempeño general de la construcción. Con una selección inteligente de ventanas y un diseño adecuado, las ventanas pueden reducir los gastos de iluminación, al tiempo que minimizan el deslumbramiento y los costos de HVAC. Por otro lado, el uso descuidado de las ventanas puede actuar en contra de las actualizaciones de eficiencia energética, reduciendo el retorno de la inversión.