llegan los nuevos vidrios electrocromicos

8/17/2019 Llegan Los Nuevos Vidrios Electrocromicos

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Llegan los nuevosVidrios Electrocrómicos

por H. Sanders y L. PodbelskiSAGE Electrochromics

Este artículo fue presentado en el transcurso deGlass Performance Days 2009 en Tampere (Finlandia).

PUBLICADO EN AÑO 9 - NÚMERO 1 - MAYO 2011

ARQUITECTURA

EN VIDRIO

http://www.vidrioperfil.com/


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LLEGAN LOS NUEVOS VIDRIOS ELECTROCRÓMICOS

Llegan los nuevos Vidrios Electrocrómicos

Dentro de la nueva generación de vidrios inteligentes de altas pres-

taciones destacan los vidrios electrocrómicos, un nuevo concepto

de acristalamiento cuyo revestimiento metálico especial les permite

responder de forma dinámica a los cambios de luz y temperatura

asegurando confort y ahorro energético en todo tipo de edificios.

Vivimos en un entorno dinámico, pero hasta ahora las cubiertas

de nuestros edificios han sido estáticas por naturaleza, incapaces

de controlar de forma efectiva la acción de la luz y la energía solaren los edificios hora a hora y estación a estación.

Los vidrios tintados electrónicamente o electrocrómicos ofrecen

los medios para desarrollar fachadas dinámicas con una trans-

misión variable de la luz y el coeficiente de ganancia solar, lo que

permite ahorrar en refrigeración e iluminación artificial y resuelve

los problemas derivados de una excesiva ganancia solar, evitando

el deslumbramiento y la necesidad de utilizar persianas. De hecho,

el Departamento de Energía de los EE.UU. afirma que su objetivo

de “cero consumo energético” en los edificios en 2030 no puede

conseguirse sin el uso de acristalamientos inteligentes. Los vidrios

electrocrómicos (en adelante vidrios EC) son ya un producto comer-

cialmente disponible y se están prescribiendo e instalando en facha-

das de edificios.

En este artículo se repasan las principales características de los

vidrios EC inteligentes, para pasar a continuación a mostrar diversos

casos de aplicación de estos vidrios en edificios con diferentes objeti-

vos, desde evitar el deslumbramiento hasta funciones de control solar

o confort de las personas en su interior, además de mencionar las posi-

bilidades de automatización e integración de estos sistemas.

INTRODUCCIÓN

Nuestro entorno cambia con el transcurso de las estaciones, los

días y hasta las horas, y sin embargo las fachadas tradicionales

de los edificios no pueden responder a este cambio continuo. La

naturaleza estática del vidrio provoca importantes problemas en

relación con el control del calor y la luz, el confort de los ocupantes

y el consumo de energía.

A pesar de que hay una amplia variedad de vidrios de última

generación (desde vidrios ultra-reflectivos hasta Low-E selecti-

vos), en esencia siguen siendo estáticos y no pueden responder

H. Sanders y L. Podbelski

SAGE Electrochromics

Este artículo fue presentado en el transcurso deGlass Performance Days 2009 en Tampere (Finlandia).

SAGE Electrochromics Inc. EE.UU. hsanders@sage-ec. com www.sage-ec.co



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La imagen de la izquierda muestra una transmisión

de luz apropiada mediante el uso de vidrios electrocrómicos,

en contraste con la imagen de la derecha.


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activamente a las condiciones cambiantes de luz y temperatura.

Consecuentemente, un arquitecto tiene que que encontrar la

manera de combinar el control solar con la utilidad básica de la

ventana, que es poder mirar al exterior. Los ocupantes del edifi-

cio recurren entonces a toldos y persianas, una opción que va en

contra de la razón de ser de la ventana y que tampoco resuelve

el problema, ya que la energía calórica procedente del sol sigue

entrando en el edificio.

Algunas tecnologías aplicadas al vidrio pueden ayudar a propie-

tarios, diseñadores, arquitectos y usuarios a evitar estos inconve-nientes. Esta clase de productos se está empezando a incorporar

a los edificios y es importante para los arquitectos y diseñadores

entender este tipo de vidrios inteligentes con el fin de encontrar la

solución óptima para cada proyecto.

TENDENCIAS DE DISEÑO Y VIDRIOS INTELIGENTES

El vidrio es un material omnipresente en los edificios debido al

positivo impacto que la luz natural provoca en el bienestar de las

personas. Sin embargo, y a pesar de estas ventajas, las ventanas

son también la principal causa de malestar térmico y visual en los

edificios. Según la Agencia de Protección Medioambiental de los

EE.UU., son la fuente más importante de perdidas y ganancias de

calor no deseadas, lo que debe compensarse por medio de siste-

mas de calefacción, ventilación y aire acondicionado.

Los vidrios EC oscilan entre una alta transparencia y la casi opaci-

dad de un vidrio tintado, lo que les permite responder a condiciones

de sol variantes. De esta forma, los vidrios EC ofrecen un alto con-

fort térmico y visual, control solar y ahorro energético sin renunciar a

las vistas. Por medio de estos vidrios los arquitectos pueden diseñar

mayores superficies de vidrio en la envolvente de los edificios capita-lizando los beneficios de la exposición al sol y minimizando sus efec-

tos negativos. Por éstas y otras razones, estos vidrios pueden aportar

puntos en el sistema de clasificación estadounidense Green Building

Council’s LEED®. Por otra parte, estos vidrios se integran fácilmente en

las perfilerías estándar, ya que tienen el mismo aspecto que las UVAs

(Unidades de Vidrio Aislante) tradicionales, con la única diferencia de

que de uno de sus cantos sale un cable.

Según estimaciones de la Agencia de Protección Medioambiental

de los EE.UU., el 30% de la energía que consumen los edificios

comerciales se utiliza para iluminación, que en el 80% de los casos

produce calor que debe combatirse con aire acondicionado.

El control de los vidrios EC permite regular la entrada

de luz en función de las distintas horas del día, como

se aprecia en estas dos imágenes.



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El empleo de los vidrios EC permite filtrar la luz solar

y convertirla en iluminación confortable.

nen sistemas estáticos, incluyendo vidrios Low-E. El mismo orga-

nismo afirma que estos sistemas pueden conseguir:

• 10-20% de ahorro en costes operativos.

• 15-24% de reducción de demanda.

• Hasta un 25% de reducción de los sistemas de calefacción y

aire acondicionado.

Asimismo, el Departamento de Energía de los EE.UU. tiene la

meta de edificios de “cero consumo energético” para 2030, un

objetivo que sólamente puede cumplirse con el empleo de vidrios

dinámicos.

Otras ventajas de los vidrios EC incluyen:

• Protección anti-deslumbramiento.

• Bajo mantenimiento (no hay partes móviles).

• Óptimas vistas sin obstáculos.

• Reducción de luz molesta y sus reflejos en pantallas de orde-

nador y televisión.

PRESTACIONES ACTUALES DE LOS VIDRIOS ELECTROCRÓMICOSLos vidrios EC pueden cambiar de una alta transmisión de luz (60-

70% T) a un alto oscurecimiento (3-4% T). Este comportamiento per-

mite reducir el deslumbramiento y la energía térmica que comporta,

permitiendo la cantidad deseada de luz natural. Su capacidad para

bloquear de forma activa la radiación tanto visible como de rayos

El Departamento de Energía de los

EE.UU. predice que los edificios

comerciales que incorporenventanas con vidrios EC podrían

ahorrar hasta un 28% de energía

en comparación con los que tienen

sistemas estáticos.

Asimismo, los sistemas de calefacción y aire acondicionado con-

sumen más del 35% de la energía en los edificios comerciales. Enun ensayo dirigido por el Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley

se llegó a la conclusión de que las ventanas con vidrios EC pueden

ahorrar un 60% de la energía utilizada.

El Departamento de Energía de los EE.UU. predice que los edi-

ficios comerciales que incorporen ventanas con vidrios EC podrían

ahorrar hasta un 28% de energía en comparación con los que tie-


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Aplicación en un restaurante:

vidrios convencionales (izquierda)

y vidrios EC (derecha).

Aplicación en una sala de

conferencias con presentaciones

audiovisuales.

infrarrojos permite un coeficiente de ganancia solar de entre 0’48

(transparente) hasta 0’09 (tintado). Estos sistemas consumen poca

energía, unos 2’8 W/m2 los primeros 10 minutos para ponerse en

marcha y 1’0 W/m2 una vez tintados.

CÓMO FUNCIONANSe considera material electrocrómico aquel que puede modi-

ficar su absorción de la luz y el calor cuando se le aplica la

corriente. Los revestimientos electrocrómicos consisten en cinco

capas, de las que la 1 y la 5 son transparentes y conductoras, la

2 y la 4 son electrocrómicas y la 3 es conductora de iones pero

no de electrones. Cuando se aplica un bajo voltaje, los iones de

las capas 1 y 5 se mueven hacia las capas electrocrómicas en

las que ya están los electrones, lo que hace que absorban la luz

y se vean tintados. Cuando se cambia el voltaje se produce el

proceso contrario.

El estado monolítico de los vidrios EC procede de cinco

capas de óxido metálico sobre un vidrio, lo que le asegura altadurabilidad (por ser inorgánico) y la posibilidad de integrarlo en

Unidades de Vidrio Aislante (UVAs).



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Vidrios EC en la clínica cardiovascularPalm Desert Regional Medical Center,

California (EE.UU.).

Biblioteca en un centro educativo de Minnesota (EE.UU.)

con vidrios EC para un perfecto ambiente de estudio.

zonas perimétricas del edificio y la que tiene lugar en el interior.

Las zonas perimétricas tienden a calentarse excesivamente en

verano y a enfriarse demasiado en invierno. Debido a los costes

salariales, es lógico pensar que las oficinas deben ser diseñadas

de forma que favorezcan la productividad.

El primer caso de estudio es una oficina de un edificio acrista-

lado, de grandes dimensiones y con una masiva entrada de luz en

Greenwich (Connecticut, EE.UU.). El método tradicional para per-

mitir la entrada de luz sin deslumbramiento era colocar una cortina

de lona en los meses cálidos y retirarla an los fríos hasta que en una

posterior reforma en 2008 se sustituyeron los vidrios convenciona-

les por vidrios EC, que además toman la energía del sistema foto-

voltaico integrado en el edificio y permiten un control automático de

la cantidad de luz dentro de la estancia. El resultado es un entornode trabajo confortable en el que se puede disfrutar de la luz natural

sin exceso de calor ni deslumbramiento.

• Restaurantes: el atardecer es un período de tiempo clave para

el uso de la luz natural en los restaurantes. Si la parte acristalada

está enfocada al oeste, la entrada de luz puede deslumbrar a las

personas que estén en su interior y resultar incómoda. En este caso

se tomó como ejemplo un restaurante italiano sobre un lago de

Wisconsin, en el que el uso de este tipo de vidrios resuelve el pro-

blema preservando las vistas.

• Centros educativos: diversos estudios han demostrado que la

existencia de luz natural en los centros educativos favorece el apren-

CASOS PRÁCTICOS A continuación se destacan varias aplicaciones posibles de este

tipo de vidrios y sus ventajas en cada uno de estos entornos:

• Oficinas: las dos quejas habituales en las oficinas son que

la temperatura es demasiado alta o demasiado baja, una moles-

tia que puede deberse en parte a la escasa eficiencia de la

envolvente del edificio y al contraste entre la temperatura en las


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Los centros educativos son una de las áreas de aplicación más importantes para este tipo de vidrios.

dizaje, de la misma manera que una temperatura demasiado cálidao demasiado fría puede dificultar la concentración. En este caso, los

vidrios EC se han instalado en el muro cortina de la biblioteca de un

centro educativo de Minnesota (EE.UU.) con el fin de asegurar una

buena climatización y evitar el deslumbramiento. Los vidrios EC inte-

ligentes se han colocado en la parte superior e inferior del muro cor-

tina, dejando para la zona central vidrios Low-E tintados, de manera

que se produce un contraste entre unos y otros

• Centros religiosos: este tipo de instalaciones se han conver-

tido cada vez más en edificios multiuso, incluyendo presentaciones

audiovisuales. Estas estructuras suelen diseñarse con numerosas

ventanas de manera que la luza natural llegue a su interior, lo que

obliga a utilizar sistemas de control solar en las distintas estacio-nes. En este caso el estudio se ha centrado en una iglesia de la

Diócesis de Colorado (EE.UU.), en el que los vidrios EC se contro-

lan desde un termostato que actúa en función de la temperatura

interior de cada momento. Anteriormente este recinto no podía uti-

lizarse debido al excesivo calor y a que la exposición al sol dañaba

el mobiliario y los objetos artísticos. En la actualidad es un espacio

confortable y de pleno uso.

• Centros médicos: la claridad es un aspecto fundamental en

este tipo de recintos, en los que se emplea habitualmente cortinas

y venecianas para evitar la excesiva incidencia de la luz solar. Sin

embargo, estos elementos pueden ser un foco de polvo y bacterias



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que pueden generar problemas, por lo que los vidrios EC pueden

ser una buena alternativa. Las exigencias higiénicas son aún mayo-

res en quirófanos, como es el caso del centro objeto de estudio

en la clínica cardiovascular Palm Desert Regional Medical Center ,

en California (EE.UU), en cuya sala de operaciones se ha buscado

reducir el nivel de iluminación durante las operaciones y videocon-ferencias y que entre la luz natural el resto del tiempo.

En definitiva, los vidrios EC ofrecen ventajas significativas en dis-

tintos tipos de edificios y con objetivos diferentes. El control de la

luz y el calor procedentes del sol que estos vidrios ofrecen tiene

sin duda otras muchas aplicaciones, en general todas aquéllas en

las que se necesite la acción de un vidrio inteligente para estos

cometidos.

PRECIO RENTABLEEl precio de los vidrios EC es comparable al de otros vidrios

estáticos debido a que, incluso si se utilizan vidrios Low-E de altas

Capilla de la Diócesis de Colorado (EE.UU.). Acción de los vidrios EC en

dos momentos distintos del día.

Los vidrios Electrocrómicos permiten un control

dinámico del calor y la luz en función de las necesidades

de sus ocupantes y de los cambios atmosféricos

y de temperatura del exterior.

prestaciones, siguen siendo necesarios algunos elementos adicio-

nales (persianas, cortinas, etc.) que encarecen el precio final. Con

sistemas convencionales existe el coste añadido de una menor

productividad debido a que el confort no es el óptimo.

En conclusión, este tipo de vidrios pueden ser el futuro de la

envolvente del edificio debido a que permiten un control dinámicodel calor y la luz en función de las necesidades de sus ocupantes

y de los cambios atmosféricos y de temperatura del exterior. Los

sistemas de control pueden ser totalmente automatizados, con-

trolados manualmente o semiautomáticamente, y pueden también

integrarse en otros sistemas del edificio como su sistema de ilumi-

nación eléctrica o de calefacción con el fin de optimizar su eficiencia

energética.

Nota: Los estudios prácticos sobre edificios reales han sido rea-

lizados por el equipo técnico de SAGE.

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