Uso de vidrio en fachadas

por: Davide Garda

Edificar - Bruno Stagno

En los últimos 20 años, el uso de vidrio reflectivo en las torres corporativas se ha extendido hasta convertirse en el común denominador del escenario urbano, con aplicaciones cada vez más fantasiosas en su geometría y matices.

Guatemala no es la excepción. Aquí también las torres de cristal, concebidas por Mies Van der Rohe hace mas de 80 años, se han convertido en la solución más utilizada.

Variables ambientales y climáticas como el efecto de la isla de calor urbano, la contaminación del aire y el ruido del tráfico han modificado radicalmente el acercamiento al problema de la concepción de los edificios, asobre todo en las zonas con alta densidad de población en las urbes centroamericanas.

Se trata de edificios sellados, donde el uso de aire acondicionado es imprescindible. De hecho, es la decisión inicial más importante de su diseño.

Guatemala, el país de la eterna primavera, con su capital a 1,500 metros de altitud, era hasta la década de 1970 una región urbana ideal para diseñar edificios de tipo pasivo, dominados por las ganancias térmicas internas, con la posibilidad de lograr balance y confort mediante soluciones basadas en la ventilación y control solar.

Sin embargo, los cambios ambientales de orden urbano y el grado de avance tecnológico a partir del decenio de 1980, han impulsado estrategias de control ambiental de tipo activo y el paradigma se ha vuelto el edificio sellado, con amplio uso de vidrio-cortina, generalmente de tipo doble y reflectivo.

El arquitecto diseñador no se cuestiona cuan eficiente desde el punto de vista energético será el uso de éste o aquel vidrio, de ésta o aquella morfología edilicia.

De este modo, a la creciente carga térmica se agrega la importante carga de ganancia solar, que en el trópico y a cierta altura sobre el nivel del mar, se vuelve crítica.

Se asume que la ganancia térmica solar será solventada total o parcialmente por las características del vidrio-cortina y que el aire acondicionado ayudará a brindar un ambiente interno confortable.

Estas decisiones de diseño implican el uso de materiales caros para las fachadas, costos elevados de mantenimiento y gastos energéticos astronómicos.

Con el uso del vidrio-cortina la apariencia exterior del edificio es un diamante de matices grises, dorados o plateados que refleja luces o paisajes.

Tabla1

Pero en el interior, estas edificaciones son sumamente oscuras debido al bajo coeficiente de transmisión de luz de los materiales, frecuentemente por debajo del 10%, que obliga a mantener las luces encendidas de día, lo que produce un mayor gasto energético y generación de calor.

Los vidrios-cortina emplean materiales de características térmicas que supone limitan la ganancia solar. En la tabla 1 se presentan datos comparativos para diversos tipos de vidrio y del vidrio claro.

Grado de eficiencia

Experimento en UFM

Mediante análisis paramétricos se compararon:
– Vidrios de tipo claro (espesor 5mm)
– Vidrio reflectivo bronce (espesor 6mm)
– Vidrio doble, compuesto de reflectivo bronce (6mm), una cámara de 1/2″ de aire y luego vidrio claro (5mm)

Se utilizaron tres celdas selladas, todas del mismo tamaño y orientación con un boquete cenital cerrado con la respectiva muestra de vidrio; en el interior se colocaron sensores de temperatura programados para hacer una lectura cada 15 minutos, durante diez días en el mes de junio. Además se ubico un sensor de referencia a la sombra para medir la temperatura (bulbo seco) del aire exterior.

Lectura de datos

Durante el ensayo, la temperatura tuvo variaciones considerables, con máximas de 24 grados centígrados y mínimas de 16 grados centígrados; sin embargo los días fueron bastante homogéneos, con excepción de uno en el cual la temperatura exterior superó apenas los 20 grados.

La celda con muestra de vidrio claro tuvo temperaturas promedio de 16 grados centígrados con máximas de 40 grados. En la celda con muestra de vidrio reflectivo hubo temperaturas promedio de 10 grados centígrados, con máximas de 30 grados.

La tercera celda, sellada con una muestra de vidrio doble (reflectivo exterior) mantuvo una variación térmica similar a la segunda, con ligera variación en las mínimas que fueron superiores en un grado.

Interpretación de los resultados

Experimento en UFM

El uso del vidrio reflectivo mantiene temperaturas promedio 7 grados por debajo del vidrio claro; además limita las temperaturas máximas alcanzadas.

Entre las otras dos muestras, vidrio reflectivo simple versus doble, la diferencia es imperceptible.

Es de notar que en todos los casos el recalentamiento es considerable, aún cuando se utilice el vidrio reflectivo.

Si se analizan las diferencias de costo entre los tres vidrios considerados, sorprende el modesto beneficio que brindan las soluciones más caras. Por ejemplo, no existe ventaja en usar vidrio doble pues en el trópico las temperaturas mínimas se mantienen por lo general por encima de los diez grados centrígrados. La razón por la cual se paga esa diferencia de precio es eminentemente acústica.

Por otro lado , el vidrio claro, quizá doble por razones acústicas, debidamente sombreado, se presenta como la solución mejor bajo el punto de vista costo-beneficio. Si se acompaña la ventanería de un correcto sistema de sombreado, no habrá ganancia térmica solar significativa, con un gasto inicial menor y un ahorro energético considerable en cuanto al acondicionamiento del aire.

Además, la disponibilidad de luz natural es abundante, lo que evita la utilización diurna e indiscriminada de luz artificial.

Los ejemplos de aplicaciones de vidrio claro y adecuado control solar abundan a escala internacional. Es sorprendente que en el trópico todavía sean tan escasas.

Es de esperar que en el futuro los diseñadores tomen en cuenta estos factores y se logre una arquitectura que manifieste en su morfología y componentes, los factores ambientales de su latitud.

De los autores del estudio

Experimento en UFM

La Facultad de Arquitectura de la Universidad Francisco Marroquín (UFM) de Guatemala se fundó en 1974. La facultad dispone de laboratorios dedicados a la enseñanza y desarrollo de investigación de campo del diseño ambiental. Las tres celdas solares utilizadas para el experimento fueron construidas con colaboración del estudiante Francisco Dorantes, asesorado por el profesor Davide Garda, catedrático en la UFM desde 1992, quien cuenta con un doctorado de la universidad de Génova, Italia y una Maestría de la universidad de California en Berkeley.