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Composición de la envolvente

“La arquitectura comienza con poner dos ladrillos juntos cuidadosamente.”

Ludwig Mies van der Rohe

La envolvente de los edificios representa la “piel” que regula la interacción entre sus espacios internos y el ambiente exterior. Más allá de su función básica como protección ante las amenazas externas, la envolvente controla los flujos de calor, luz, aire, humedad y sonido, entre otras cosas. En ese sentido, la envolvente resulta de gran importancia para lograr unas adecuadas condiciones ambientales en el interior de los edificios, de acuerdo con sus requerimientos particulares de uso.

La eficiencia de la envolvente como reguladora y filtro depende fundamentalmente de la composición física de los elementos que la conforman, es decir, de sus materiales y del modo en que éstos se organizan mediante determinados sistemas constructivos. En términos generales, la envolvente es eficiente en la medida en que permite mantener buenas condiciones de confort con menores consumos energéticos, impactos medioambientales y costes. Por el contrario, una envolvente ineficiente no solo implica un peor desempeño en estos rubros, sino que suele dificultar que se consigan verdaderas condiciones de confort.

A grandes rasgos, los elementos de la envolvente se pueden dividir en dos categorías: los cerramientos opacos y el acristalamiento. Los primeros se denominan así debido a qué no dejan pasar la radiación solar. Entre ellos se encuentran las cubiertas, los muros y los suelos. El acristalamiento, en cambio, tiene como función principal permitir el ingreso de la radiación solar y el aire, así como la comunicación visual entre el interior y el exterior. Debido a su naturaleza, los cerramientos opacos y el acristalamiento tienen características termofísicas radicalmente distintas, y juegan papeles muy diferentes en el desempeño de los edificios.

En los siguientes apartados haremos una descripción más detallada de las variables de diseño asociadas a los cerramientos opacos y el acristalamiento, así como los parámetros que se pueden usar para caracterizarlas. También mostraremos algunos estudios de caso que pueden ilustrar mejor su impacto en el desempeño energético y medioambiental de los edificios.

Nota: Los cerramientos interiores, como suelos interiores y particiones, también pueden considerarse como la envolvente de espacios específicos. Sin embargo, su importancia suele ser mucho menor que la de los cerramientos expuestos al exterior.


Categorías de la composición de la envolvente


05
Diciembre
2018

Parámetros del acristalamiento

A diferencia de las dos principales variables de diseño asociadas a los cerramientos opacos (el nivel de aislamiento y el nivel de masa térmica), que tienen parámetros relativamente independientes, los parámetros del acristalamiento se asocian estrechamente a todas sus variables de diseño. En otras palabras, los parámetros del acristalamiento se ven afectados por la acción conjunta de todas las variables de diseño correspondientes, como el tipo de vidrio, el número de vidrios, el gas de relleno y el tipo de carpintería.

Escrito por: Arturo Ordóñez García Categorías: Composición de la envolvente, Acristalamiento, Variables de diseño

05
Diciembre
2018

Tipo de carpintería

La carpintería, es decir, el conjunto de marcos y divisores que conforman la estructura del acristalamiento, suele ocupar entre un 10 y un 30% de su área total, dependiendo de aspectos como el tamaño y la configuración geométrica. Eso nos da una idea de la importancia que la carpintería puede tener en las prestaciones térmicas del acristalamiento, y por lo tanto en el desempeño energético de los edificios.

Escrito por: Arturo Ordóñez García Categorías: Composición de la envolvente, Acristalamiento, Variables de diseño

05
Diciembre
2018

Gas de relleno

Una estrategia común para aumentar la resistencia térmica del acristalamiento consiste en sustituir el aire de las cámaras, obviamente en ventanas con dos o más vidrios, por un gas o mezcla de gases especiales. Por lo general se trata de gases inertes, inodoros, incoloros y no tóxicos, como el argón, el criptón y el xenón (que pertenecen a los gases nobles). Debido a que son más densos que el aire, estos gases dificultan aún más los movimientos convectivos y por lo tanto reducen las pérdidas y ganancias de calor por conducción.

Escrito por: Arturo Ordóñez García Categorías: Composición de la envolvente, Acristalamiento, Variables de diseño

05
Diciembre
2018

Número de vidrios

Hasta hace relativamente pocos años era común emplear acristalamientos con una sola hoja de vidrio. Hoy en día, gracias a las normativas energéticas y a una mayor conciencia sobre el impacto del acristalamiento en los consumos energéticos de los edificios, es frecuente emplear acristalamientos con doble hoja de vidrio. En algunos países con climas muy fríos también es habitual encontrar acristalamientos con tres hojas.

Escrito por: Arturo Ordóñez García Categorías: Composición de la envolvente, Acristalamiento, Variables de diseño

05
Diciembre
2018

Tipos de vidrio

Hoy en día, en el ámbito de la edificación, se cuenta con una oferta de vidrios extraordinariamente amplia. Por ejemplo, la International Glazing Database [1] incluye cerca de 6,000 vidrios producidos por fabricantes de todo el mundo. Aunque en estricto sentido cada uno de esos vidrios tiene propiedades ópticas únicas, es posible agruparlos en un número reducido de categorías para facilitar su caracterización en el análisis ambiental y energético de edificios. Con base en ese criterio, podemos definir seis tipos principales de vidrio: claro, absorbente, reflectante, absorbente-reflectante, bajo emisivo y espectral-selectivo [2]. Además de las propiedades ópticas de los vidrios, estas categorías responden a las tecnologías empleadas para producirlos, como veremos más adelante.

Escrito por: Arturo Ordóñez García Categorías: Composición de la envolvente, Acristalamiento, Variables de diseño

05
Diciembre
2018

Materiales con masa térmica

Al contrario que los materiales aislantes, los materiales con mayor masa térmica suelen ser los más pesados. Generalmente se trata de materiales con un elevado calor específico volumétrico (producto su calor específico y densidad, siendo este último parámetro el más importante), así como una conductividad moderada, digamos entre 0.5 y 2.0 W/m-K. Sin embargo, hoy en día hay productos que permiten aumentar el efecto de masa térmica, al menos hasta cierto punto, sin usar materiales pesados. En los siguientes puntos haremos un repaso de los principales materiales y productos que aportan elevados niveles de masa térmica.

Escrito por: Arturo Ordóñez García Categorías: Cerramientos opacos, Composición de la envolvente, Variables de diseño

05
Diciembre
2018

Nivel de masa térmica

La masa térmica, también conocida como inercia térmica, expresa la capacidad de los cerramientos opacos para “absorber” y “almacenar” energía calorífica cuando esta se encuentra disponible, y luego, cuando las condiciones son propicias, liberarla gradualmente. Este efecto puede tener un impacto significativo en el desempeño energético y ambiental de los edificios, permitiendo, entre otras cosas:

  • Potenciar el uso del calentamiento solar pasivo, almacenando energía calorífica durante el día para liberarla durante la noche.

Escrito por: Arturo Ordóñez García Categorías: Cerramientos opacos, Composición de la envolvente, Variables de diseño

05
Diciembre
2018

Materiales aislantes

Antiguamente la función de aislamiento, cuando era necesaria, se lograba aumentando el espesor de los materiales constructivos disponibles, como la madera, la tierra, y la piedra (aunque hay que señalar que algunas culturas desarrollaron técnicas de aislamiento ingeniosas, como los esquimales, que añaden capas de piel en el interior de los iglús para generar cámaras de aire que reducen las pérdidas de calor). Hoy en día, sin embargo, hay una gran variedad de materiales y productos especialmente concebidos para incrementar el nivel de aislamiento de los cerramientos.

Escrito por: Arturo Ordóñez García Categorías: Cerramientos opacos, Composición de la envolvente, Variables de diseño

05
Diciembre
2018

Nivel de aislamiento

El nivel de aislamiento representa básicamente la capacidad de los cerramientos para reducir los flujos de calor a través de su estructura interna. Mientras mayor sea el nivel de aislamiento, menores serán dichos flujos. Entre las funciones más importantes de esta variable se encuentran las siguientes:

  • Mantener el calor dentro de los edificios durante los periodos fríos, cuando las temperaturas exteriores son más bajas, y reducir la transmisión de calor hacia el interior durante los periodos cálidos, cuando las temperaturas exteriores son más elevadas.

Categorías: Cerramientos opacos, Composición de la envolvente, Variables de diseño

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