Hoy en día en el ámbito de la edificación se cuenta con una oferta de vidrios bastante amplia. Dentro de esa oferta podemos encontrar diversas tecnologías orientadas al ahorro energético mediante el control solar, la eficiencia lumínica y, en el caso de vidrios múltiples, el aislamiento térmico. Para lograr ese cometido, las tecnologías de producción de vidrios se han enfocado principalmente en modificar su capacidad para reflejar, transmitir, absorber y/o re-irradiar la energía solar.
Las tecnologías más avanzadas han permitido producir vidrios que no solo responden de manera específica a la radiación solar en su conjunto, sino que son capaces de responder de manera distinta a los diferentes rangos del espectro solar, generando múltiples opciones para el control solar, lumínico y térmico. Por otro lado, muchas de las tecnologías se pueden combinar para mejorar sus prestaciones y ampliar aún más las posibilidades de aplicación.
En los siguientes apartados trataremos de establecer una clasificación de los diferentes tipos de vidrio de acuerdo a sus propiedades. El objetivo no es desarrollar una clasificación exhaustiva, sino definir líneas generales que sean de ayuda para decidir el tipo de vidrio más adecuado para cada situación arquitectónica.
Vidrios reflectantes
Los vidrios reflectantes han sido concebidos para aumentar la cantidad de radiación solar reflejada hacia el exterior, reduciendo de esa manera la radiación transmitida y absorbida por el propio vidrio. Este efecto se suele conseguir revistiendo una de las superficies del vidrio con una delgada capa metálica, de cuyo espesor dependerá en buena medida su coeficiente de reflectancia.
Uno de los métodos más comunes para crear la capa metálica sobre el vidrio es el conocido como pirolítico. Éste consiste en la aplicación de óxidos metálicos vaporizados sobre la superficie semi-fundida del vidrio, durante su proceso de producción. El vapor reacciona con la superficie del vidrio, que se encuentra a una elevada temperatura, y deja una capa metálica completamente integrada a la misma. Esta capa, también conocida como capa dura, ofrece una excelente resistencia a la intemperie y una gran versatilidad para su posterior procesamiento y colocación.
Otro método es el denominado magnetrónico, el cual consiste en aplicar el revestimiento metálico en frío, dentro de una cámara de alto vacío, mediante pulverización catódica. El procedimiento implica magnetizar la superficie del vidrio para ordenar las partículas metálicas en capas extraordinariamente finas y con una capacidad de reflexión casi perfecta. Comparados con los vidrios reflectantes pirolíticos, los vidrios magnetrónicos suelen ofrecer coeficientes de sombra más bajos y mayor variedad de tonos. Sin embargo la capa metálica es mucho menos resistente a la intemperie y la manipulación, por lo que siempre se coloca hacia la cámara de gas en ventanas de dos o más vidrios, o bien en contacto con la capa de butyral polivinilo (PVB) de vidrios laminados. Los vidrios magnetrónicos no pueden ser posteriormente endurecidos, templados ni curvados.
Los vidrios reflectantes suelen ser bastante efectivos para reducir el coeficiente de ganancia solar (SHGC), así como el deslumbramiento en los espacios interiores, por lo que se recomiendan para climas cálidos con tasas elevadas de radiación solar incidente. Sin embargo también pueden bloquear en gran medida el paso de la luz natural, haciendo necesario un uso más intensivo de la iluminación artificial. Por otro lado, los vidrios más reflectantes pueden provocar problemas serios en su entorno, al reflejar la radiación solar hacia otros edificios y hacia las persona. De hecho en algunos países existen normas que establecen coeficientes de reflectancia máximos permitidos.
Vidrios Bajo Emisivos (LOW-E)
Los vidrios bajo emisivos se producen con las mismas tecnologías que los vidrios reflectantes (tanto con el método pirolítico como el magnetrónico) pero son diseñados para reflejar principalmente la radiación térmica infrarroja, siendo por lo general bastante transparentes al resto del espectro solar. Si asumimos que la emisividad es el inverso de la reflectancia a la radiación infrarroja, tenemos entonces que mientras más alto es el valor de ésta última, más bajo será el valor de emisividad. Por ejemplo, un vidrio claro estándar tiene una emisividad de 0.84, lo cual indica que de la radiación de onda larga que incide sobre él refleja el 14% mientras que absorbe (y posteriormente emite) él 84%. En cambio un vidrio con recubrimiento Low-E, con una emisividad de 0.04, refleja el 96% de la radiación de onda larga, mientras que absorbe y emite solo el 4%.
La aplicación más eficiente de los vidrios bajo emisivos suele ser en climas fríos y en edificios con elevados requerimientos de calefacción, dado que su cometido principal es reducir el factor U del acristalamiento, disminuyendo los flujos de calor radiante pero permitiendo una buena transmisión de luz natural. Sin embargo en determinadas circunstancias, por ejemplo cuando el acristalamiento se orienta de manera adecuada, los vidrios bajo emisivos también pueden ofrecer buenas prestaciones en lugares con periodos tanto fríos como cálidos.
Para lograr su cometido los recubrimientos bajo emisivos generalmente se aplican en la superficie #2 (superficie interior del vidrio exterior) de sistemas herméticos de doble vidrio claro. En los climas y/o periodos fríos los espacios interiores, que suelen estar a una temperatura superior a la del ambiente exterior, irradian energía en forma de infrarrojos lejanos (la máxima radiación tiene una longitud de onda próxima a los 10 micrómetros). El vidrio interior absorbe el 84% de ese calor radiante, elevando su temperatura y re-irradiando calor hacia el vidrio exterior más frío. Sin embargo el recubrimiento bajo emisivo en la superficie #2 solo absorbe del 3 al 20% de esa energía, reduciendo significativamente el flujo de calor hacia el exterior.
Algunos especialistas recomiendan aplicar la capa de baja emisividad en la superficie #3 (superficie exterior del vidrio interior) cuando la prioridad es reducir las pérdidas de calor al exterior. Sin embargo otros establecen que, en ese caso, el hecho de que el recubrimiento Low-E este en la superficie #2 o en la #3 no marca una gran diferencia. Un caso en el que si se recomienda aplicar el recubrimiento Low-E en la superficie #3 es en los sistemas de doble vidrio con un vidrio tintado absorbente al exterior. En ese caso el recubrimiento impide el flujo de calor radiante desde el vidrio absorbente, mejorando significativamente el valor de SHGC.
Vidrios Espectralmente Selectivos
Los vidrios espectralmente selectivos se producen con tecnologías similares a las de los reflectantes y bajo emisivos, y de hecho suelen considerarse como una variable de éstos últimos. Su diferencia principal respecto a los vidrios bajo emisivos es que además de reflejar de manera eficiente la radiación de onda larga también refleja la radiación ultravioleta, permitiendo al mismo tiempo un adecuado aprovechamiento de la luz natural. En otras palabras, los vidrios espectro selectivos ofrecen una baja transmitancia solar (global), una elevada transmitancia visible y una baja emisividad.
Debido a sus características, muchos especialistas consideran que los vidrios espectralmente selectivos son los más eficientes y los que ofrecen un mayor rango de aplicaciones hoy en día. Se indica que pueden ayudar a lograr importantes ahorros energéticos tanto en climas y/o periodos cálidos, al reducir las ganancias solares, como en climas y/o periodos fríos, al reducir las pérdidas de calor a través del acristalamiento. Su efectividad desde luego dependerá de otros aspectos, como la proporción, distribución y orientación del acristalamiento en el edificio.
Como en el caso de los vidrios bajo emisivos, se recomienda emplear el recubrimiento espectralmente selectivo en la superficie #2 (superficie interior del vidrio exterior) de sistemas de acristalamiento de doble vidrio. También se recomienda, si se desea mejorar aún más la transmitancia visible, aplicar dicho recubrimiento sobre vidrios extra-claros con bajo contenido de hierro.
Transmisión luminosa (TL): Haz luminoso transmitido a través del cristal con relación al haz luminoso incidente expresado por el iluminante D65 cuya densidad espectral va de 380n a 780 nm.
Reflexión luminosa (RL): Haz luminosos reflejado por el vidrio con relación al haz luminoso incidente expresado por el iluminante D65.
Transmisión de energía directa (TED): Parte de la energía solar que se transmite directamente a través del cristal y cuya densidad espectral va de 300 a 2150 nm (según EN410).
Reflexión energética (RE): Parte de la energía solar reflejada por el cristal Absorción energética (AE): Cantidad de energía solar absorbida por los cristales que forman el acristalamiento.
Factor solar (FS) o transmisión energética total: Es la relación entre la cantidad total de energía, que entra en el edificio a través del cristal y la cantidad de energía solar incidente. Esta energía total es la suma de la energía solar que penetra por transmisión directa (TED) y la energía desprendida por el cristal hacia el interior como consecuencia de su calentamiento por absorción energética (EA). Se calcula de acuerdo con la Norma EN 410.
Coeficiente de sombra (CS): Este coeficiente se calcula dividiendo el factor solar por 0,87.
Coeficiente de sombra de onda corta: Transmisión energética directa dividida por 0,87.
Coeficiente de sombra de onda larga: Parte de la energía absorbida y liberada al exterior dividida por 0,87.
Coeficiente U (o Coeficiente K): Coeficiente de transmisión térmica de una pared, determinado por la cantidad de calor por hora (expresado en vatios) transmitido a través de una superficie de 1m2 por cada grado Kelvin de diferencia entre el interior y el exterior. Este coeficiente se expresa en W/m2.K. El Coeficiente U de una pared se calcula teniendo en cuenta los coeficientes normalizados en cada una de las dos superficies.
- Interior: 8 W/m2.K
- Exterior: 23 W/m2.K
- Se calcula de acuerdo con la norma ISO 10292.
Indice general del comportamiento de los colores RD65: Evalúa el grado de correspondencia entre el aspecto cromático de los objetos iluminados por la luz del día (representado por el iluminante D65) y el aspecto cromático de los mismos objetos iluminados por la luz del día que ha atravesado el cristal.
Transmisión de rayos ultra-violeta (UVA): Proporción de radiación ultravioleta que entra en el interior del edificio (escala del espectro entre 280 y 380 nm).
Normas americanas: Coeficientes de transmisión calorífica de una pared, calculados según unas condiciones específicas, véase tabla adjunta.
| Verano (Día) | Invierno (Noche) | |
| Temperatura Exterior | +32 ºC | -18 ºC |
| Tempertaura Interior | +24 ºC | +21 ºC |
| Velocidad del Viento | 12 km/h | 24 km/h |
| Velocidad del Aire Ambiental | 0 | 0 |
| Radiación Solar | 782 w/m2 | 0 |
*Correspondiente en EEUU: 1 W/m2.k = 0,176 BTU/sq.ft ºF
**Ganancia de calor relativa (RHG): El RHG, Relative Heat Gain, se calcula de la siguiente manera: (el factor de ganancia calorífica solar de 630 W/m2 x coeficiente de sobra del vidrio) + (7,8 ºC x coeficiente U verano)
*Correspondiente en EEUU: 1 W/m2 = 0,317 BTU/sq.ft