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¿Cómo determinar el Factor gtot y Fc en celosías, persianas, vidrio y dispositivos de protección solar combinados con acristalamiento?

A la hora de conocer la eficiencia energética en edificios, resulta fundamental atender a los huecos, ventanas y puertas, así como a los vidrios para la edificación y a los elementos de cobertura como celosías, persianas o cortinas. Las características relacionadas con el confort térmico y luminoso de estos elementos se determinan mediante ensayos ajustados a normas.

Entre los valores que se determinan en los ensayos de laboratorio se encuentran el gtot y el Fc . Estos valores se relacionan con el confort térmico y luminoso de los usuarios.

Así, por ejemplo, empresas como Vertisol realizan ensayos de las propiedades ópticas de los tejidos técnicos que desarrollan. Con estos ensayos de laboratorio se determinan los valores de las telas vinílicas para sombra que elaboran, cuyo objetivo es mantener la temperatura interior de las estancias en las que se utilizan, a la vez que aportar un mayor confort visual. Esto conduce a una reducción directa en el consumo de energía, es decir, a mejorar la eficiencia energética de los edificios y, por tanto, a minimizar el impacto ambiental.

Índice de contenidos

¿Cómo medir el impacto de la luz del Sol?

Sabemos que parte de la luz que llega a cualquier material o superficie atraviesa este material, otra parte es reflejada, y, finalmente, el resto de la luz es absorbida. Se dan, entonces, los fenómenos de transmisión, reflexión y absorción de la luz.

El impacto de la luz del Sol puede evaluarse mediante ensayos de espectrofotometría. De este modo, la radiación electromagnética absorbida, transmitida o reflejada por un material puede analizarse para cada longitud de onda.

Aplicando estos cálculos y evaluaciones sobre los materiales pueden desarrollarse tejidos que mejoren la calidad térmica y el confort visual en el interior de los edificios. Un ejemplo de ello es el de la compañía Vertisol, que ha desarrollado una gama de tejidos técnicos para proyectos sostenibles, los tejidos Contract, cuyas propiedades térmicas están listadas en bases de datos de softwares internacionales como IDA ESBO, Edibatec o BIM, para el cálculo de ahorro energético. Entre estos tejidos se encuentran, por ejemplo, los tejidos SRC (Solar Reflective Coating), que incorporan una capa reflectante que ayuda a mejorar las prestaciones térmicas del producto al mismo tiempo que evita deslumbramientos.

Tejidos técnicos de Vertisol
Tejidos técnicos de Vertisol

Transmitancia

En primer lugar, la transmitancia es la fracción o porcentaje de radiación incidente que atraviesa una muestra para unas longitudes de onda dadas.

De esta manera, al medir la transmitancia podemos conocer si un material transmite o no el UV, la transparencia en el espectro visible, el color -cuando se trata de materiales traslúcidos-, etc.

En función de cómo se evalúe la transmitancia, puede distinguirse entre transmitancia regular y difusa. Así, en los medios transparentes -que permiten la visión nítida a través de ellos-, se da la transmisión regular o directa. Por su parte, cuando el haz incidente se difunde y es transmitido en diferentes direcciones, se da la transmisión difusa.

componentes directa y difusa de la radiación transmitida
Figura 1. Componentes directa y difusa de la radiación transmitida

Reflectancia

En segundo lugar, la reflectancia es la proporción de radiación incidente reflejada por una muestra o material para ciertas longitudes de onda.

La reflectancia puede ser difusa o especular. Así, mientras que la reflectancia difusa se da cuando la luz es reflejada en múltiples direcciones, la reflectancia especular se da cuando la luz es reflejada en la misma dirección que la luz incidente.

Reflectancia especular y difusa
Figura 2. Reflectancia difusa y especular

Absorbancia

Finalmente, la absorbancia es la cantidad de radiación que absorbe un material.

Ahora bien, la absorbancia también aparece en ocasiones denominada como densidad óptica de transmitancia, o simplemente como densidad óptica (DO).

¿Qué es el gtot y el Fc?

El valor gtot es la transmitancia de energía solar total para un acristalamiento en combinación con un dispositivo de protección solar externo, interno o integrado, según especifica la norma UNE- EN 52022-1: 2017. De esta manera, cuanto menor sea el valor gtot , menor será el incremento de la temperatura debido a la incidencia de la luz del Sol.

Por otra parte, el valor Fc describe la eficiencia de la protección solar a la hora de interceptar la radiación solar incidente en relación con el protector solar utilizado y el tipo de acristalamiento. De forma que, cuanto menor sea la clase de energía, mayor será la eficiencia y, por lo tanto, el ahorro energético.

Así, si el valor Fc se utiliza adecuadamente, es posible minimizar el consumo de energía para la climatización.

Tabla: Resultados de ensayo medida de la transmisión/reflexión solar y luminosos. Determinación del Gtot
Tabla 1. Resultados de ensayo medida de la transmisión/reflexión solar y luminosa. Determinación del Gtot

Normativa aplicable

Existe diferente normativa aplicable que se relaciona con el confort térmico en celosías, persianas, vidrio y dispositivos de protección solar con acristalamiento. En concreto, cabe señalar las siguientes:

  • UNE- EN ISO 52022-1: 2017. Eficiencia energética de los edificios. Propiedades térmicas, solares y de luz diurna de los componentes de los edificios y sus elementos. Parte 1: Método simplificado de cálculo de las características solares y de luz diurna de los dispositivos de protección solar combinados con acristalamiento.
  • Otras normas que son de aplicación en este tipo de ensayos son:
    • UNE- EN 14500: 2021. Celosías y persianas. Confort térmico y luminoso. Métodos de ensayo y de cálculo.
    • UNE-EN 410. Vidrio para la edificación. Determinación de las características luminosas y solares de los acristalamientos.

UNE-EN ISO 52022-1:2017

La norma UNE- EN ISO 52022, versa sobre la eficiencia energética de los edificios, y, más concretamente, sobre las propiedades térmicas, solares y de luz diurna de los componentes de los edificios y sus elementos.

En concreto, la primera parte de la norma (parte 1) determina el método simplificado de cálculo de las características solares y de luz diurna de los dispositivos de protección solar combinados con acristalamiento.

Este documento se puede aplicar cuando la transmitancia solar y la reflectancia solar de los dispositivos de protección solar se encuentran dentro de los siguientes rangos:

0≤ τe,B ≤ 0,5  y  0,1 ≤ ρe,B ≤ 0,8

Siendo τe,B la transmitancia solar y ρe,B la reflectancia del lado del dispositivo de protección solar frente a la radiación incidente.

Los resultados que se extraen de la norma son la transmitancia de energía solar total, la transmitancia solar directa total y la transmitancia de luz total para un acristalamiento en combinación con un dispositivo de protección solar.

La norma establece procedimientos de cálculo para obtener la transmitancia de energía solar total para diferentes casos. De este modo, define procedimientos tanto para dispositivos de protección solar externos, así como para dispositivos internos y dispositivos integrados. En esta entrada nos detendremos únicamente en los dispositivos de protección solar internos.

Dispositivos de protección solar internos

Dispositivos como las cortinas, que situamos tras los acristalamientos, son considerados protección solar interna. La norma propone un esquema similar al que aparece en la figura 3, sobre la instalación de dispositivos de protección solar internos.

Posición característica del dispositivo de protección solar interior
Figura 3. Posición característica del dispositivo de protección solar interior

Clave:

1 Exterior
2 Acristalamiento
3 Cámara de aire, ventilada al interior
4 Dispositivo de protección solar
5 Interior

Además, la norma indica la siguiente fórmula, que permite calcular la transmitancia de energía solar total para un acristalamiento y un dispositivo de protección solar interno:

fórmula transmitancia energía solar total para un acristalamiento y un dispositivo de protección solar interno

Donde:

clave de fórmula transmitancia de energía solar total para un acristalamiento y un dispositivo de protección solar interno

Teniendo en cuenta que α es la absorbancia, G la conductancia térmica, Gint la conductancia térmica interna y Ug la transmitancia térmica.

Otras normas

UNE-EN 14500

En cuanto a la norma UNE-EN 14500, define los métodos de ensayo y cálculo que se utilizan para establecer las características de reflexión y transmisión que han de emplearse para la determinación de las clases de prestaciones de confort visual y térmicas en celosías exteriores e interiores, y persianas, tal y como se especifica en la Norma EN 14501:2021.

Además, la norma UNE-EN 14500 especifica el método por el que determinar el oscurecimiento de celosías exteriores e interiores y persianas, tal y como se indica en la Norma EN 14501:2021.

UNE-EN 410

Por lo que respecta a la norma UNE-EN 410, especifica los métodos para la determinación de las características luminosas y solares de los acristalamientos en edificios. Así, la norma indica que estas características pueden servir de base para los cálculos relativos a la iluminación, calefacción y refrigeración de los recintos. Además, dichas características permiten establecer comparaciones entre diferentes tipos de acristalamiento.

Laboratorios Eyco, expertos en ensayos ópticos

Los diferentes tests y ensayos que pueden llevarse a cabo para evaluar las propiedades ópticas de los materiales y superficies están determinados por el rango espectral del espectrofotómetro.

Laboratorios Eyco dispone de espectrofotómetros que cubren el rango que va desde el ultravioleta hasta el infrarrojo del espectro electromagnético. De esta manera, nuestro laboratorio tiene capacidad para evaluar la interacción de la radiación electromagnética (reflectancia, transmitancia y absorbancia) en diferentes materiales desde los 200nm hasta los 2500nm.

Eyco se adapta a las necesidades de sus clientes y realiza ensayos o análisis, normalizados o diseñados a medida. Entre estos ensayos, se encuentran los realizados para determinar el gtot y el Fc de celosías, persianas, vidrio y dispositivos de protección solar combinados con acristalamiento.

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