Ventanas aislantes para la eficiencia energética de los edificios

Cómo elegir las mejores ventanas aislantes

Partes de la ventana

• La carpintería
• El acristalamiento
• La protección solar
• Las persianas

Factores a tener en cuenta y cómo elegir ventanas aislantes

• La transmitancia térmica
• El factor solar
• La permeabilidad al aire

El etiquetado de la eficiencia energética de las ventanas

Conclusiones  

Cómo elegir las mejores ventanas aislantes

De todos es conocido que las ventanas son el elemento débil de cualquier fachada. Y no sólo desde el punto de vista del aislamiento frente al ruido. También son el elemento débil, desde el punto de vista del aislamiento térmico. Y así se recoge en la normativa técnica.

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En lo que respecta a la protección frente al ruido, la capacidad de aislamiento que se le puede exigir a una ventana será superior cuanto mayor sea el porcentaje de huecos en una fachada y cuanto menor sea el valor del aislamiento acústico del cerramiento opaco. Lógicamente dicha exigencia normativa dependerá también del nivel de ruido en el exterior. No se le puede exigir el mismo nivel de aislamiento a ruido a una ventana ubicada en una fachada que da frente a una gran avenida en el centro de una gran ciudad, que a una ventana instalada en una calle sin apenas tráfico o en un patio interior de un edificio.

Si el criterio de elección de una ventana, en cambio, es su capacidad de aislamiento térmico, los factores a tener en cuenta serán otros. Los más importantes serán: el valor de la transmitancia térmica global de la ventana, el factor solar del vidrio en función de la orientación de la misma, si lleva o no cajón de persiana y su hermeticidad al aire fundamentalmente. Pero lógicamente, las exigencias normativas a tener en cuenta no serán las mismas para una ventana situada en una zona climática calurosa, que en una zona climática más fría. Además, también habrá que tener en cuenta, a la hora de elegir las mejores ventanas aislantes, la proporción que representa la superficie total de huecos en nuestra vivienda frente a la superficie total de cerramiento opaco. Volviendo a la idea de que la ventana es el elemento débil en toda fachada, las pérdidas energéticas a través de huecos acristalados será mayor, cuanto mayor sea la proporción de ventanas. Y este factor también podrá influir en la elección de la ventana más adecuada, si buscamos un ahorro energético efectivo.

Otros factores que pueden influir en la elección de una ventana pueden ser la seguridad o la estética, además del aislamiento a ruido ya comentado, sin embargo, en este artículo nos vamos a centrar en los aspectos más importantes a la hora de elegir las mejores ventanas aislantes desde el punto de vista térmico y de ahorro de energía.

 

Partes de la ventana

Por ventana se entiende toda abertura o hueco practicado en un cerramiento, ya sea en posición vertical como horizontal o inclinada. La función principal de toda ventana es proporcionar los requisitos de iluminación y ventilación requeridos para la habitabilidad de los espacios interiores, además de vistas hacia el exterior. Es por ello que una ventana se compone de los siguientes elementos: 

La carpintería

La carpintería de una ventana está compuesta por el perfil del marco y el de las hojas. El perfil del marco de toda ventana es el bastidor. El elemento que permite anclar la ventana al cerramiento y al que se anclan las hojas de la ventana. El perfil de las hojas es el que soporta el acristalamiento y permite la apertura y cierre de la ventana. Por otro lado, el sistema de apertura permite diferenciar entre ventanas de hojas correderas, batientes, oscilantes, fijas o plegables.

Los materiales más comunes utilizados en carpintería exterior de edificios residenciales son el aluminio, el PVC y la madera. Tanto la madera como el PVC son materiales con buen comportamiento térmico. El aluminio en cambio es altamente conductor, por lo que se recomienda que si elegimos ventanas de aluminio, que sean con rotura de puente térmico (RPT). Este efecto se consigue intercalando un material poco conductor, poliamida generalmente, entre la cara exterior e interior del perfil para evitar la transmisión de calor. El acero inoxidable para carpintería exterior es otra alternativa al aluminio. Menos conductor que este material y de mayor resistencia, aunque también menos utilizado seguramente debido a su elevado precio. 

El acristalamiento

El acristalamiento es elemento de la ventana que mayor porcentaje ocupa. Es por ello que su elección puede influir significativamente en el comportamiento energético de nuestra vivienda.

El acristalamiento de una ventana puede estar compuesto por un vidrio simple o por varios vidrios separados por cámaras estancas. En el mercado podemos encontrar vidrios dobles, triples e incluso cuádruple, aunque lo habitual en España es instalar vidrios dobles seguido de los triples, en menor proporción y  en climas más extremos. Y ojo, porque el vidrio triple no tiene porqué utilizarse sólo en climas fríos. También puede ser muy efectivo en climas calurosos o en lucernarios aunque no sea un clima extremo. No hay que olvidar que la posición de la ventana influye en su comportamiento térmico. En el caso de ventanas inclinadas u horizontales, es necesario que éstas tengan mejores prestaciones térmicas en comparación a las ventanas instaladas en cerramientos verticales (fachadas).

Tanto los vidrios como las cámaras que configuran el acristalamiento de una ventana aislante, pueden tener diferentes espesores. Incluso los vidrios pueden ser laminares por motivos de seguridad. Los espesores de vidrios más comunes son los de 4 y 6 mm. Si son laminares el espesor aumenta: 3+3, 4+4, 6+6, etc.. En cuanto al espesor de la cámara, el valor óptimo es el de 16mm, ya que espesores mayores no mejoran el comportamiento térmico del acristalamiento. Por otro lado, las cámaras de aire serán estancas y podrán estar rellenas de aire o rellenas de gas para aumentar la capacidad de aislamiento térmico del conjunto del acristalamiento. Podemos encontrar en el mercado acristalamientos con cámara de aire rellena de argón, kryptón o xenón. Estos gases son inertes, inodoros, no tóxicos e incoloros. La ventaja de utilizar estos gases consiste en que impiden los movimientos convectivos, ya que son más densos que el aire. De esta manera se reducen las pérdidas y ganancias de calor. El más utilizado es el argón ya que es el más económico.

Los vidrios que componen el acristalamiento de la ventana pueden mejorar sus prestaciones térmicos con tratamientos adicionales. Los vidrios bajo emisivos o Low-e, incorporan un tratamiento en la cara exterior del vidrio interior que aumenta su valor aislante. Estos vidrios son adecuados en climas fríos, ya que mantienen el calor interior de la vivienda y suponen un aporte de calor gratuito ya que permiten el paso de la radiación solar para su aprovechamiento en los meses de invierno, en un porcentaje elevado. Sin embargo los vidrios de control solar, producen el efecto contrario. Incorporan un tratamiento en la cara interior del vidrio exterior, que bloquea la radiación solar, reduciendo así las ganancias solares no deseadas en los meses más cálidos o en zonas climáticas más cálidas.

Otro aspecto a tener en cuenta en la elección de la ventana aislante es el material del intercalario. Esta pieza actúa como separador de los vidrios que forman el acristalamiento. Se encuentra por lo tanto, en el borde de los vidrios en contacto con el perfil de la hoja. La recomendación es que hay que evitar materiales altamente conductores como el aluminio para el intercalario. En su lugar se recomienda utilizar intercalarios de plástico como mejor opción o en su defecto de acero inoxidable. Una mala elección del intercalario supone un puente térmico no deseado que puede ser origen de condensaciones, causando daños en el marco e incluso presencia de moho. 

La protección solar

La protección solar en las ventanas consiste en un elemento adicional que se incorpora a la ventana para bloquear la radiación solar no deseada. La protección solar puede ser fija o móvil. Puede ser de accionamiento manual, motorizada e incluso domotizada, incorporando sensores que controlen su accionamiento en función de la radiación solar incidente sobre la ventana.

En el mercado existen variedad de soluciones para la protección solar de ventanas: toldos, mallorquinas, contraventanas, lamas, estores exteriores e interiores, etc. Incluso existen acristalamientos que integran la protección solar en una de las cámaras del acristalamiento. 

Las persianas

Las persianas actúan como sistema de oscurecimiento generalmente en ventanas de dormitorios. No obstante, también pueden actuar como sistema de protección solar en todas las ventanas de la vivienda. De hecho, la normativa de ahorro de energía considera la persiana como un elemento de protección solar que limita la radiación solar a través de las ventanas, reduciendo así la demanda de refrigeración en verano.

Pero la persiana, o mejor dicho, el cajón de persiana es un puente térmico nada despreciable además de origen de infiltraciones de aire no deseadas. Por eso si vas a poner persianas en tu vivienda sí o sí, el cajón de persiana tiene que estar aislado, ser estanco al aire y el material se recomienda que sea poco conductor, siendo el PVC preferible al aluminio. Lo mismo ocurre con el material de las lamas de la persiana. En el mercado existen incluso persianas aislantes cuyas lamas están fabricadas en aluminio y rellenas de aislamiento (poliuretano). Respecto al sistema de accionamiento será preferible las persianas motorizadas frente a las que se accionan manualmente con una cinta y un recogedor, la mayoría de las veces origen de infiltraciones de aire no deseadas. 

Cómo elegir ventanas aislantes: Factores a tener en cuenta

Una vez reconocidas las partes fundamentales de una ventana, el siguiente paso es conocer sus prestaciones térmicas. Generalmente conceptos técnicos poco conocidos para el usuario de a pie, pero que conviene comprender para la adecuada elección si se buscan ventanas aislantes. 

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La transmitancia térmica (U)

La unidad de medida de la transmitancia térmica U es W/m²K. A menor valor de la transmitancia térmica, mayor es la capacidad aislante de un material. En el caso de las ventanas nos tenemos que fijar en U del acristalamiento y en la U del marco:

• El valor U del acristalamiento (Uv o Ug) dependerá de su configuración. Hoy en día los vidrios monolíticos están descartados. Lo más habitual es utilizar vidrios dobles y en climas extremos, vidrios triples. El valor U del acristalamiento depende del espesor de los vidrios y de la cámara o cámaras, de si la o las cámaras están rellenas de aire o de gas inerte, siendo estas últimas más aislantes, y del tratamiento que incorpore (bajo emisivo o de protección solar). Un vidrio doble de 4 mm de espesor cada vidrio, con cámara de 12 mm rellena de aire y sin tratamiento, tiene un valor de U de 2,9 W/m² El mismo acristalamiento, pero con una cámara de 16 mm rellena de argón, tiene un valor de U de 2,6 W/m²K. Si además a este mismo acristalamiento, se le aplica un tratamiento por la cara exterior del vidrio interior, para mejorar sus prestaciones térmicas, el valor de la U puede llegar a ser de 1,1 W/m²K.

• El valor U del marco (Um o Uf) dependerá del material del mismo. Si tomamos como fuente el Catálogo de Elementos Constructivos CEC del CTE (documento reconocido), los valores U del marco de una ventana en posición vertical y horizontal, en función del material del mismo son:

Material del marco	Um (W/m²K) posición vertical	Um (W/m²K) posición horizontal
Metálico
Normal (sin RPT)	5,7	7,2
Con RPT entre 4 y 12 mm	4,0	4,5
Con RPT > 12 mm	3,2	3,5
Madera
Densidad media alta	2,2	2,4
Densidad media baja	2,0	2,1
PVC
PVC (dos cámaras)	2,2	2,4
PVC (tres cámaras)	1,8	1,9

Los valores de la tabla son orientativos. En el mercado podemos encontrar perfiles de PVC con valores inferiores de transmitancia térmica a 1,8 W/m²K. Lo mismo sucede con los perfiles metálicos con transmitancias inferiores a 3,2 W/m²K. No obstante, el objetivo de la tabla es que se pueda tener una referencia clara respecto de qué materiales son más o menos aislantes.

A efectos normativos, el DB HE del CTE pone límite al valor Uh del conjunto de la ventana en función de la zona climática de invierno en la que se localice el edificio. Para ello basta comprobar la tabla 3.1.1.a – HE1 Valores límite de transmitancia térmica, Ulim (W/m²K):

El factor solar 

El factor solar g de una ventana dependerá fundamentalmente del valor del factor solar del acristalamiento. El DB HE del CTE define el factor solar como el cociente entre la radiación solar a incidencia normal que se introduce en el edificio a través del acristalamiento y la que se introduciría si el acristalamiento se sustituyese por un hueco perfectamente transparente. Es un valor porcentual adimensional.

Los vidrios bajo-emisivos tienen valores del factor solar próximos a 1. Los vidrios de control solar en cambio tienen valores del factor solar próximos a 0. Por defecto, un vidrio bajo emisivo tiene un valor del factor solar de 0,85 y un vidrio de control solar un valor de 0,38. La elección de uno u otro dependerá de la zona climática en la que se localice el edificio y sobre todo de la orientación solar de la ventana, si valoramos el mayor aprovechamiento de ganancia solar o si en cambio la queremos bloquear. 

La permeabilidad al aire 

La normativa de ahorro energético DB HE define el concepto de permeabilidad al aire como la propiedad de una superficie (p.e. una ventana o puerta) de dejar pasar el aire cuando se encuentra sometida a una diferencia de presiones entre sus caras. La permeabilidad al aire se caracteriza por la capacidad de paso del aire, expresada en m³/hm², en función de la diferencia de presiones.

Por otro lado, la misma norma establece que, las carpinterías de los huecos se caracterizan, además (de otras propiedades ya comentadas), por la resistencia a la permeabilidad al aire en m³/hm² o bien su clase, según lo establecido en la norma UNE-EN 12207:2017.

Las ventanas se clasifican en cuatro categorías en función de la permeabilidad al aire de la ventana, y en relación a la norma UNE indicada. La clasificación de la que informe el fabricante se obtendrá realizando el ensayo correspondiente según la citada norma, siendo la clase 4 la mejor clase de ventana porque es la más estanca:

CLASE	Permeabilidad al aire a 100 Pa m³/hm²	Presión máxima de ensayo Pa
0	Sin ensayar	Sin ensayar
1	≤ 50	150
2	≤ 27	300
3	≤ 9	600
4	≤ 3	600

La importancia de la elección de la clase de ventana tiene que ver con la capacidad aislante de la misma y su comportamiento térmico. Noy hay que olvidar que las infiltraciones de aire no deseadas influyen negativamente en el confort térmico de los usuarios, aumentando la demanda energética de calefacción y por lo tanto el consumo de energía en la vivienda.

De hecho, la norma de ahorro de energía DB HE limita el valor de la permeabilidad al aire de las ventanas en función de la zona climática de invierno. En este caso establece que la permeabilidad al aire (Q100) de los huecos que pertenezcan a la envolvente térmica no superará el valor límite de la tabla 3.1.3.a – he1:

El etiquetado de la eficiencia energética de las ventanas

Existe un etiquetado de carácter voluntario para fabricantes que tiene en cuenta las prestaciones técnicas de las ventanas para su clasificación. Es algo parecido al etiquetado de los electrodomésticos. La finalidad es orientar mediante un criterio objetivo, al particular que busca unas ventanas aislantes para su vivienda.

Promovido por ASEFAVE, Asociación de Fabricantes de Fachadas Ligeras y Ventanas, este etiquetado evalúa la eficiencia energética de la ventana considerando las prestaciones técnicas intrínsecas de la misma. Para ello el fabricante disponen de un programa de cálculo desarrollado por ASEFAVE, cuyos valores introducidos deben de ser avalados mediante la documentación correspondiente al marcado CE de las ventanas que se pretende etiquetar.

Recientemente ha sido actualizada la etiqueta de eficiencia energética de ventanas como consecuencia de la actualización del documento de ahorro de energía DB HE del CTE, publicada en diciembre de 2019.  La etiqueta incluye dos clasificaciones, cada una en una escala diferente, respecto del comportamiento energético de la ventana diferenciado para invierno y para verano. Incluye también y de manera expresa, valores de aislamiento acústico, transmitancia térmica global de la ventana y del vidrio y del marco por separado. También incluye la clase de permeabilidad al aire de la ventana, el factor solar g del vidrio y si incluye o no cajón de persiana y la descripción.

 

Conclusiones

 En este artículo, hemos repasado los conceptos fundamentales a tener en cuenta en la elección de las ventanas más aislantes. También se ha comentado la existencia de un etiquetado que sirva de referencia al particular para la elección de las ventanas más adecuadas. A partir de aquí, si vas a realizar en tu vivienda el cambio de las ventanas antiguas por otras más eficientes, consulta con personal cualificado. Solicita presupuesto a diferentes proveedores y reclama la documentación técnica que acredite las prestaciones técnicas de las ventanas que te instalen. Y sobre todo, valora la opción de complementar el cambio de ventanas con otras mejoras en tu vivienda.

Es muy habitual, fundamentalmente en viviendas antiguas, que, tras realizar un cambio de ventanas por otras de mejores prestaciones térmicas, se tenga problemas de condensaciones en superficies interiores de la vivienda. Lo cierto es que el nivel de infiltraciones de aire en viviendas antiguas suele ser elevado. Infiltraciones de aire que se reducen al sustituir las ventanas antiguas por otras más estancas. La consecuencia inmediata es que se reduce el nivel de ventilación de aire (no controlada) aumentando el riesgo de condensaciones al aumentar el nivel de humedad relativa interior. Es en estos casos cuando hay que valorar otras actuaciones complementarias como la mejora del sistema de ventilación para la calidad del aire interior de la vivienda y la mejora del aislamiento térmico en cerramientos.  Actuando preferentemente por el exterior para la reducción de los puentes térmicos.

Por último, no nos podemos olvidar de la adecuada instalación de las ventanas. De nada sirve instalar la mejor ventana del mercado si no se instala correctamente. Hay que prestar atención al encuentro de la carpintería con el cerramiento. Garantizar la estanqueidad de la junta y la continuidad con la membrana de estanqueidad del cerramiento si la hubiera. Para ello se pueden utilizar productos específicos, como las conocidas cintas de estanqueidad, tan conocidas en la construcción de viviendas Passivhaus.

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*Imagen principal, cortesía de Veka