El Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley ha desarrollado ventanas súper eficientes

En artículos anteriores, hemos discutido que los sistemas eficientes de calefacción y refrigeración por sí mismos no pueden alcanzar el mayor ahorro posible. La envolvente del edificio es igualmente importante, ya que un aislamiento y una estanqueidad deficientes aumentan la ganancia de calor en verano y la pérdida de calor en invierno. Hay muchas formas de mejorar la envolvente del edificio, pero las ventanas han representado un desafío importante debido a su transparencia. Sin embargo, el Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley ha desarrollado ventanas altamente eficientes que pueden igualar el desempeño térmico de las paredes.

Según el Departamento de Energía de EE. UU., La transferencia de calor a través de las ventanas representa entre el 25% y el 30% del uso de energía de calefacción y refrigeración en los edificios. El costo anual correspondiente es de alrededor de $ 50 mil millones, según LBNL.

  • Las ventanas de un solo panel proporcionan una barrera térmica muy pobre, con un valor R de solo R1.
  • Las ventanas básicas de doble panel tienen una calificación R2, gracias al espacio de aire entre ambas hojas de vidrio.
  • Las ventanas de doble panel con revestimientos de baja emisividad y un espacio lleno de argón tienen una clasificación R4, lo que significa que reducen la transferencia de calor a la mitad en comparación con las ventanas de doble panel básicas. El 90% de todas las ventanas que se venden actualmente en los EE. UU. Tienen esta construcción.
  • Los revestimientos de baja emisividad se utilizan en ventanas de alto rendimiento porque bloquean la radiación infrarroja, que transporta la mayor parte del calor, al tiempo que permiten el paso de la luz visible.

Las ventanas desarrolladas recientemente por LBNL tienen un valor R entre R8 y R10, utilizando un diseño de triple panel. Si bien estas no son las primeras ventanas de triple panel en el mercado, traen características únicas que no se habían implementado antes. En comparación con las ventanas ENERGY STAR de doble panel existentes, el nuevo diseño reduce la transferencia de calor no deseada en un 50%.

Los hogares de las regiones frías de EE. UU. Pueden ahorrar entre 250 y 750 dólares al año con las ventanas súper eficientes de LBNL. En construcciones nuevas, donde las ventanas especificadas ya son eficientes en la mayoría de los casos, el potencial de ahorro varía entre $ 100 y $ 300 por año. A nivel nacional, LBNL estima ahorros potenciales de $ 10 mil millones por año.


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¿Cómo se ensamblan las nuevas ventanas LBNL?

En comparación con otras ventanas de triple panel del mercado, el nuevo diseño de LBNL ofrece dos características distintivas:

  • En lugar de llenarse con gas argón, la ventana contiene criptón, que tiene propiedades aislantes superiores.
  • El panel del medio es mucho más delgado que los externos, mide solo 0,7 mm, y esto da como resultado el mismo grosor que una ventana de doble panel. Por lo tanto, estas ventanas se pueden instalar sin reemplazar la hoja y el marco.

La actualización a ventanas de triple panel es normalmente un proyecto muy costoso porque las ventanas existentes deben reemplazarse por completo, incluido el marco. Sin embargo, esto ya no es necesario con el nuevo diseño, logrando un mayor retorno de la inversión y un período de recuperación más corto.

Los investigadores de LBNL ya habían diseñado una primera versión de las ventanas de alta eficiencia en la década de 1990. Sin embargo, era imposible producir láminas de vidrio delgadas a un costo razonable con las tecnologías de fabricación de esa época. Ahora que la fabricación de vidrio ha evolucionado para satisfacer la demanda de televisores de pantalla plana y teléfonos inteligentes, las ventanas de triple panel con un panel de vidrio intermedio ultradelgado son viables.

La primera versión de la ventana de alta eficiencia está optimizada para evitar la pérdida de calor en climas predominantemente fríos. El siguiente paso es desarrollar versiones personalizadas para cada zona climática, y LBNL tiene una base de datos de más de 5.000 revestimientos que se utilizan actualmente en Windows. También se están llevando a cabo investigaciones sobre ventanas electrocrómicas, que cambian su tinte en función de las condiciones de la luz solar, aunque todavía se ven frenadas por un costo muy alto: son hasta 8 veces más caras que las ventanas de triple panel súper eficientes.

Consejos para la selección de ventanas del Departamento de Energía de EE. UU.

El Departamento de Energía de EE. UU. Ofrece las siguientes recomendaciones para lograr los mejores resultados al comprar ventanas:

  • Verifique que la ventana esté etiquetada tanto por ENERGY STAR como por NFRC (Consejo Nacional de Clasificación de Fenestraciones).
  • El valor R es una prioridad en climas fríos, ya que describe la resistencia de la ventana a la transferencia de calor no solar. Cuanto mayor sea el valor R, más calor permanece en el interior.
  • El coeficiente de ganancia de calor solar (SHGC) es la principal métrica a considerar en las zonas de clima cálido, donde la prioridad es evitar el calentamiento solar. Para obtener los mejores resultados, el SHGC debe ser lo más bajo posible.
  • El valor R y SHGC son igualmente importantes en las zonas de clima mixto, donde hay tanto una estación cálida como una estación fría.

Tenga en cuenta que puede encontrar un valor U o un factor U en lugar de un valor R. Para calcular el valor R, simplemente divida el número 1 por el valor U. Por ejemplo, si una ventana tiene un valor U de 0,25, puede concluir que el valor R es 4 (1 dividido por 0,25).

Recomendación final

Puede lograr los mejores resultados con las actualizaciones de edificios si sigue un enfoque de edificio completo, en lugar de actualizar diferentes tipos de equipos de forma aislada. Las mejoras en la envolvente del edificio reducen la carga en los equipos de calefacción y refrigeración, lo que le permite especificar actualizaciones de equipos posteriores con menor capacidad. En el caso de los equipos de refrigeración, es posible reducir aún más la carga si se combinan las mejoras de la envolvente del edificio con iluminación LED de alta eficiencia.