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Vidrios en obras de arquitectura
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CONCEPTOS A TENER EN CUENTA
Cuando
en la selección de vidrio para la construcción sólo se tienen en
cuenta sus características “visibles” como el color, las
dimensiones y el espesor, se corre el riesgo de cometer errores que
pueden tener como consecuencia un desempeño poco satisfactorio.
Para
realizar una evaluación completa, un buen análisis, se debe tener en
cuenta las propiedades “invisibles” del vidrio, que son perceptibles
a través de los sentidos como la audición, el confort térmico o por
las consecuencias en caso de roturas.
Si
bien la mayor parte de los problemas que plantea la aplicación del
vidrio en la construcción pueden ser eficazmente resueltos mediante
vidrios básicos recocidos, como el cristal Float o los vidrios impresos
Catedral, es creciente el número de aplicaciones que requieren, por
razones funcionales, el empleo de vidrios procesados o de seguridad para
satisfacer la perfomance deseada en cada caso específico.

CRITERIOS
PARA SELECCIONAR EL VIDRIO
De
las adecuadas características y propiedades de un vidrio para un
edificio, depende en gran mediada la obtención de los niveles deseados de
confort interior.
De
igual modo, una decisión acertada, junto con un adecuado diseño y una
correcta forma de montaje, permitirán obtener niveles racionales de
consumo de energía, con menores costos de operación y mantenimiento,
promoviendo simultáneamente la preservación sustentable del medio
ambiente.
La
selección racional que permite definirlas características que debe
reunir un vidrio para aplicaciones tales como fachadas integrales,
ventanas o techos, implica un proceso de análisis exhaustivo y metódico.
Por
un lado se evaluaran simultáneamente el diseño y el destino del edificio
en el marco de los factores definidos por el lugar de emplazamiento del
mismo.
La
orientación de sus fachadas respecto del asoleamiento, el clima y las
temperaturas del sitio, la presión esperada del viento, régimen de
lluvias o nevadas y la altura del edificio, son parámetros que de por sí
ya definen algunas de las características y propiedades que debe reunir
el vidrio en cada aplicación.
De
igual modo, el medio ambiente urbano lleva a considerar la intensidad de
la polución sonora del lugar y evaluar cuál debe ser la capacidad de
atenuación de ruido que deberá presentar una abertura.
ATRIBUTOS Y FUNCIONES DEL VIDRIO
La elección correcta de un vidrio para una aplicación
concreta, requiere considerar una serie de características diferentes. En
la mayor parte de las obras de vidriado es preciso evaluar, por lo menos,
los 10 siguientes aspectos:
1. Color y aspecto.
2. Transparencia, traslucidez y opacidad.
3. Transmisión de luz visible.
4. Transmisión de calor solar radiante.
5. Aislación térmica.
6. Aislación acústica.
7. Resistencia.
8. Flexión bajo cargas dinámicas o estéticas.
9. Espesor adecuado.
10. Cumplimiento de criterios de seguridad.
1.
COLOR Y ASPECTO
En
general, los cristales que hoy se producen para el mercado presentan una
gran variedad de posibilidades visuales y estéticas.
Por
caso, el Float incoloro, de color o reflectante brinda un amplio espectro
de alternativas para satisfacer, según su modo de aplicación, variados
diseños. El templado y/o el laminado son procesos que permiten aumentar
su resistencia sin producir cambios perceptibles en su aspecto.
Los
vidrios impresos Catedral (fabricados por VASA), sean incoloros o de
color, presentan una amplia gama de dibujos a los que se le agrega el
vidrio armado en alambre.
En
general los colores de Float son tenues, por lo que su elección debe ser
bien evaluada. La observación de muestras en escala real, instaladas en
el sitio de la obra y en las orientaciones o posiciones a considerar, es
el único método totalmente satisfactorio para tomar una decisión
respecto al color.
El
color aparente del vidrio resulta de la suma del color del vidrio
(incoloro, gris, bronce, verde o revestido), más el color de la luz
incidente (amanecer, mediodía o atardecer), más el color de los objetos
vistos a través del vidrio (cortinas, persianas, etc.), más el color de
los objetos reflejados (cielo, nubes u otros edificios).
2.
TRANSMISIÓN DE LA LUZ
El
nivel de iluminación natural en el interior de un edificio depende de
esta característica. En viviendas, usualmente se requiere un nivel, más
alto que en obras de arquitectura comercial o de servicios. Si se desea un
nivel natural elevado y simultáneamente propiedades de control solar, el
Float coloreado en su masa de color verde brinda un elevado porcentaje de
transmisión de luz visible aportando, al mismo tiempo, un control de la
radiación solar equivalente al que se obtiene empleando Float gris o
bronce del mismo espesor.
Utilizando
Float reflectante Eclipse o Suncool los niveles de luz transmitida son
menores y sus coeficientes de sombra también.
Debe observarse que el
color del Float coloreado en su masa varía de acuerdo con su espesor, y a
medida que éste aumenta disminuye la cantidad de luz visible transmitida.
Cuando distintos vidrios se aplican en unidades de color hermético, DVH,
las diferentes combinaciones harán variar el color, el aspecto y la
cantidad de luz
transmitida como así también las propiedades que se analizan más
adelante. Variar el espesor de vidrios de color en una fachada producirá
una variación de su aspecto, apreciado tanto desde el interior como desde
el exterior.
3.
TRANSPARENTE, TRASLUCIDO U OPACO
De
acuerdo a los requerimientos de diseño, el vidrio puede satisfacer, según
su tipo, diferentes grados de transparencia que van desde la visión total
a distintos grados de traslucidez o vidrios opacos que impiden la visión
y el paso de la luz.
Cuando
se desea visión total el Float transparente, incoloro o de color,
satisface dicha función posibilitando una visión libre de distorsión óptica.
En
los cristales reflectantes la visión usualmente unidireccional, se
produce por la diferencia en la intensidad del nivel de iluminación a
ambos lados del vidrio. La faz iluminada con más intensidad se torna un
espejo.
Durante
el día este fenómeno impide la visión hacia el interior de un edificio.
Durante la noche el efecto es inverso, siendo difícil, con la luz
artificial encendida, observar hacia el exterior. En esta situación lo
que sucede en el interior puede ser observado desde el exterior del
edificio.
Diferentes
grados de privacidad visual, sin sacrificar el paso de la luz natural o
artificial, pueden obtenerse empleando vidrios impresos traslúcidos. El
grado de traslucidez depende de las características, densidad y
profundidad del dibujo grabado en una de sus caras del vidrio, incoloro o
de color.
La
serigrafía constituye otra alternativa, que, según su diseño, permite
una amplia gama de posibilidades para filtrar el paso de la luz y la visión.
Los
vidrios esmerilados u opacos, mediante diferentes procesos, constituyen
otra variante para modificar la transparencia del vidrio.
4.
TRANSMISIÓN DEL CALOR SOLAR
El
coeficiente de sombra es la mejor medida para evaluar la cantidad de energía
solar radiante admitida a través de una abertura vidriada.
El
coeficiente de sombra compara al vidrio en cuestión respecto de un vidrio
transparente incoloro de 3 mm de espesor.
Los
coeficientes de sombra bajos reducen la ganancia de calor solar y permiten
disminuir los costos del aire acondicionado.
En
viviendas, el Float incoloro es frecuentemente empleado para aprovechar el
calor solar y reducir las necesidades de calefacción durante el invierno.
Esto
también puede ser logrado mediante el empleo de cristales de control
solar en casas herméticas y térmicamente bien aisladas, donde la
utilización de Float incoloro en áreas vidriadas de gran superficie
respecto del área cubierta, puede producir una ganancia excesiva de calor
solar.
Con
el empleo de Float de color (con un coeficiente de sombra del orden del
0,60) pueden duplicarse las superficies vidriadas debido a su menor
ganancia solar pasiva equivalente.
Los
cristales coloreados en su masa, también denominados absorbentes de
calor, determinan la cantidad de calor que es detenido por absorción en
la masa del vidrio. La absorción de calor eleva la temperatura del
vidrio, y cuando ésta es excesiva puede, en determinadas situaciones,
causar la fractura de un vidrio recocido.
Los cristales
reflectantes también absorben calor, hecho que no puede ser ignorado. En
dichas situaciones deberán adoptarse los recaudos necesarios, verificando
el estado y
situación de sus bordes y/o aumentando la resistencia a la tracción
templando el vidrio.
5.
AISLACION TÉRMICA
El
coeficiente de transmitancia térmica K (W/m2), expresa la
aislación que ofrece el vidrio al paso del calor que, por conducción y
convección superficial, fluye a través de su masa. Medido como la
diferencia de temperatura aire/aire, a ambos lados del vidrio, su valor no
varía en forma apreciable con el espesor del vidrio pues éste siempre
tiene una magnitud relativamente pequeña si la comparamos con los
espesores de otros materiales de construcción.
El
coeficiente 'K' de un vidrio, incoloro, de color o reflectante, entre 4 y
10 mm de espesor es del orden de 5,4 W/m2 K.
Cuando
se emplean dos hojas de vidrio separadas con una cámara de aire, quieto y
seco, con un espesor entre 6 y 12 mm, la resistencia térmica que ofrece
el aire en dichas condiciones, hace que el valor K sea del orden de 2,9
W/m2 K.
Una
unidad de doble vidriado hermético (DVH), permite reducir en un 50% las
perdidas y/o ganancias del calor producido por los sistemas de calefacción
y/o el admitido por radiación solar a través de las ventanas.
En
la practica un DVH permite aumentar un 10% el tamaño de las superficies
vidriadas sin comprometer el balance térmico del edificio respecto de un
vidriado simple.
Asimismo,
elimina las corrientes conectivas del aire junto a la ventana y la
posibilidad de empañado de los vidrios por condensación de humedad.
Desde
el punto de vista del confort térmico, un DVH elimina la sensación de
'muro frío' pues la temperatura de la superficie del vidrio interior es
cercana a la del ambiente.
Su
aplicación permite disminuir la necesidad de calefacción reduciendo el
consumo de energía y los costos de operación del edificio.
6.
AISLACION ACÚSTICA
Por
efecto de masa, un vidrio grueso presenta un índice de aislación acústica
mayor que uno de poco espesor. El Float de fuerte espesor es muy efectivo
para aislar el ruido del tránsito automotor, caracterizado por presentar
una baja frecuencia promedio.
El
Float laminado con PVB, empleando cristales de espesor liviano, es eficaz
para aislar frecuencias más altas, características de la voz y
conversación humana.
Combinando
Float de fuerte espesor y láminas gruesas de polivinil de butiral (PVB se
obtiene una combinación de ambas variantes.
No
obstante, ciertos ruidos como los producidos por las aspas de un helicóptero,
de muy baja frecuencia requieren soluciones más sofisticadas para
alcanzar los niveles de aislación deseados.
La
interposición de una cámara de aire contribuye a incrementar la
capacidad de aislación sólo cuando su espesor es del orden de 50 a 200
mm.
En
unidades de DVH con cámaras de 6 a 12 mm de espesor, para lograr niveles
de aislación acústica superiores a 30 (dB) deberá emplearse Float
grueso y/o laminado con PVB en su composición.
Siempre
debe tenerse presente que el valor final de aislación acústica de una
abertura depende también de su cierre hermético al paso del aire.
En obras de reemplazo
de vidrios y/o renovación de aberturas, con exigencias de aislación
contra el ruido, deberá tenerse en cuenta que para que el usuario perciba
una
mejora respecto de la situación anterior, el incremento de aislación acústica
deberá ser no menor de 5 a 7 dB.
En
casos de áreas muy ruidosas, el nivel de aislación deberá ser mayor
para alcanzar el confort acústico deseado.
7.
RESISTENCIA
Según
su función, el vidrio debe hacer frente a una serie de esfuerzos y
solicitaciones mecánicas. Por lo tanto definir su espesor, tipo y sistema
de sujeción en una carpintería o abertura requiere analizar una serie de
factores, a menudo interrelacionados entre sí.
La
presión del viento es una de las principales solicitaciones a las que es
sometido un vidrio. La Norma IRAM 12565 indica el método de cálculo del
espesor conveniente para vidrios, soportados en sus 4 bordes, sometidos a
presión por carga del viento.
Templando
una hoja de Float se cuadruplica su resistencia. No obstante, cuando es
sometido a esfuerzos de larga duración, su resistencia, por efecto de
fatiga, puede disminuir a la mitad. Ejemplos de ello pueden ser los
vidrios de observación subacuática en grandes acuarios, techos vidriados
con acumulación de nieve y los vidrios sometidos a esfuerzos de corta
duración como el producido por ráfagas de viento huracanado.
El
Float laminado, cuando es sometido a esfuerzos de corta duración a
temperatura ambiente, tiene la misma resistencia que el Float monolítico
de espesor equivalente.
Un
DVH simétrico, con ambos vidrios del mismo tipo y espesor, es casi el
doble de resistente a la presión del viento que un vidrio solo del
espesor considerado. El vidrio tiene una posibilidad finita y su
resistencia no puede ser apreciada con exactitud.
Por estas razones, una
buena práctica de diseño siempre debe considerar la posibilidad de
rotura y la de sus consecuencias. El vidrio recocido se rompe en grandes
trozos sin aristas filosas, permaneciendo la mayor parte de la piezas
adheridas al marco. El vidrio templado lo hace en forma segura desgranándose
en pequeños trozos sin aristas cortantes. El vidrio laminado con PVB
ofrece una elevada
resistencia a la penetración. En caso de rotura los trozos de vidrio
quedan adheridos al polivinil, impidiendo su caída y manteniendo el
conjunto dentro del marco, sin interrumpir el cerramiento ni la visión.
8.
REFLEXIÓN BAJO CARGAS
Un
vidriado vertical, soportado en sus cuatro bordes, usualmente presenta una
flexión bajo carga muy pequeña. Duplicando la carga la deflexión no
aumentará al doble. En vidrios de grandes dimensiones su espesor puede
ser calculado de acuerdo con una flexión admitida antes de que la rotura
se manifieste.
Debe
recordarse que a igual espesor de vidrio recocido, laminado o templado, a
temperatura ambiente, todos se flexionarán del mismo modo.
Un
paño de vidrio sujeto sólo en dos bordes paralelos, respecto de otro de
iguales dimensiones sujeto en todo su perímetro, siempre debe tener el
espesor mayor necesario para mantener un grado de flexión admisible
frente a las cargas del viento. Cuando las dimensiones de sus lados sin
soportar son considerables, debe recurrirse al empleo de contravientos.
Los
vidrios en techos o aplicados en forma inclinada deben tener en cuenta el
peso propio del vidrio junto con las demás solicitaciones a las que es
sometido.
9.
ESPESOR
En
su definición intervienen gran parte de los aspectos ya enumerados. De la
evaluación del espesor de un vidrio, incoloro o de color, dependen no sólo
su resistencia sino también otras prestaciones esperadas por su aplicación,
como por ejemplo: el aspecto, la transmisión de luz visible, su
coeficiente de sombra y su capacidad de aislación térmica.
Ante
dudas en adoptar determinado espesor para soportar la presión del viento
u otros esfuerzos semejantes, siempre se aconseja adoptar el espesor
mayor.
10.
CUMPLIENDO CRITERIOS DE CALIDAD
La
elección de un vidrio debe tener siempre presente las posibles
consecuencias en caso de rotura.
Las
Normas IRAM 12595 y 12596, establecen las características que debe reunir
un vidrio sometido a la posibilidad de impacto humano accidental y definen
las áreas de riesgo en las que deben emplearse vidrios de seguridad y/o
laminados.
Los
vidrios denominados de seguridad se llaman así por que en caso de rotura
lo hacen en forma segura y/o minimizan las consecuencias en caso de
accidentes.
TIPOS,
DEFINICIONES, CRITERIOS Y CARACTERISTICAS DE LOS VIDRIOS Y CRISTALES.
Cristales
reflectantes
Los
cristales reflectantes ofrecen altas prestaciones. Tienen poder de reflexión
de la luz y de la energía solar mediante la aplicación en caliente de
una capa de óxidos metálicos sobre la superficie del vidrio a la salida
del horno. Gracias a la naturaleza de estos óxidos, la capa obtiene una
resistencia y estabilidad que perduran en el tiempo.
Esto
explica que este pueda utilizarse en cristal monolítico, la capa puede
ser orientada hacia el exterior o el interior del edificio.
Cristales
Incoloros o de Color
El
color de los cristales se obtiene mezclando óxidos metálicos en la masa
del vidrio durante el proceso de fabricación. Los cristales de color
pueden encontrarse en bronce o en gris, variando la intensidad del mismo
según el espesor del vidrio. Armoniza fácilmente con el conjunto de
materiales utilizados en las fachadas de los edificios modernos, pues
ofrece un aspecto externo poco reflectante.
Cristales
de baja emisividad
Este
cristal está revestido con una fina capa transparente de óxidos metálicos
de gran resistencia que le permite ser utilizado como cristal monolítico,
o en doble carpintería. Como cristal aislante puede conseguir
coeficientes k particularmente favorables.
Combinaciones
Los
cristales reflectantes, incoloros, de color y de baja emisividad pueden
templarse o esmaltarse; pueden ser utilizados en cristal monolítico, o
combinados entre ellos también con cristal claro para obtener laminado
con dobles acristalamientos. Estas múltiples posibilidades de combinación,
permiten la elaboración de una amplia gama de cristales, cuyo fin es
responder a todas las exigencias específicas que cualquier proyecto
arquitectónico pudiera requerir.
DEFINICIONES
Características fotométricas y térmicas
La
función básica del cristal reflectivo y cristal de color, bronce o gris,
es reducir la entrada del calor en el verano, mientras que el vidrio de
baja emisividad tiene por fin principal, disminuir las pérdidas de calor
en invierno. La combinación de estos cristales permite conjugar sus
respectivas ventajas consiguiendo un considerable ahorro de energía,
tanto en invierno como en verano (disminuyendo los gastos de calefacción
o refrigeración).
Las características fotométricas y térmicas, recogidas en el
cuadro que figura en esta guía, muestra las prestaciones de estos
distintos acristalamientos. Estas se han calculado a partir delas
siguientes definiciones:
Transmisión
Luminosa (TL) Haz
luminoso transmitido a través del cristal con relación al haz luminosos
incidente expresado por la norma CIE D65, cuya densidad espectral varía
de 380nma 780nm.
Reflexión
Luminosa (RL)
Haz luminoso reflejado por el cristal con relación al haz luminoso
incidente por la norma CIE D65.
Transmisión
Ultravioleta (UV)
Fracción de la radiación ultravioleta (campo espectral entre 280 y 380
mm.)
Transmisión
Energética Directa (TED)
Fracción del haz energético solar transmitido directamente a través del
cristal sin variar la longitud de onda. Reflexión Energética (RE) Fracción
del haz energético solar reflejado por el cristal.
Absorción
Energética (AE)
Fracción
del haz energético solar absorbido por los cristales que forman el muro
acristalado. La energía absorbida será automáticamente reflejada hacia
el exterior y el interior en cantidades variables que dependerán de las
características de los cristales, de la velocidad del aire en el interior
o en el exterior, así como de las temperaturas externa e interna.
Factor
solar (FS) o transmisión energética solar.
El factor solar es la relación entre la cantidad energética solar total
que entra en el edificio a través del acristalamiento y la cantidad energética
solar incidente.
Esta
energía total es la suma de la energía que entra por transmisión
directa (TED) y la energía cedida por los cristales del ambiente interior
una vez calentado por la absorción energética (AE). Estos cálculos se
basan en los criterios siguientes:
1. posición de la luz solar a 30º por encima del horizonte en un plano
perpendicular a la fachada;
2. temperatura ambiente igual a la temperatura ambiente exterior;
3.
coeficiente de intercambio térmico superficial:
interior:
8W/m2K
exterior:
23W/m2K
Coeficiente
Shading (SC)
El coeficiente Shading puede encontrarse directamente en las tablas
de energía calculadas para el acondicionamiento de aire. Se obtiene un
coeficiente dividiendo el factor solar pro 0.87 que es el factor solar que
corresponde a un vidrio claro de 3mm.
Coeficiente Shading de onda corta (SWSC) Transmisión
energética directa dividida por 0.87
Coeficiente Shading de onda larga (LWSC) Parte de la
energía absorbida y liberada al interior dividida por 0.87.
Coeficiente
k Coeficiente
de transmisión térmica del muro determinado por la cantidad de calor por
unidad de tiempo, expresado en vatios, transmitido a través de una
superficie de 1m2 por cada grado de diferencia entre el interior y el
exterior. El coeficiente k se emplea para calcular los coeficientes de
intercambio térmico de las superficies bajo las siguientes bases:
interior:
8W/m2K
exterior:
23W/m2K
La falta de suficiente información sobre la perfomance en servicio
y sobre las propiedades de los materiales ha dado como resultado diversas
fallas en los cerramientos de los edificios.
Fallas
en las carpinterías y sus componentes:
burletes,
juntas, herrajes, dilataciones, anclajes, etc.
Fallas
en los cristales:
rajaduras, roturas, excesivas deformaciones, reflejos indeseados,
disminución excesiva de luz natural, etc.
Fallas
en el sistema total de cerramiento:
excesivo
calor, excesivo frío, condensación sobre las ventanas, excesivo nivel de
ruidos, permeabilidad al aire o al agua, etc.
Por otra parte la inapropiada aplicación de la tecnología ha provocado más
daño a la arquitectura moderna que cualquier otro aspecto del diseño.
Una
adecuada elección de los cristales y sus técnicas de colocación elimina
este tipo de problemas.
En el presente artículo daremos un panorama completo de los criterios de
elección y las características que podemos encontrar en los cristales
disponibles hoy en el mercado.
CRITERIOS DE ELECCION
La elección de los cristales se basa en los siguientes siete criterios:
Criterio
ambiental: preservar
las condiciones de confort en el ambiente interior: temperatura, humedad,
velocidad del aire, nivel de ruidos, nivel de iluminación, etc.
Criterio
estructural: los
cristales deben ser estructuralmente estables y no tener deformaciones al
soportar las cargas de su propio peso, las del viento, nieve, terremotos,
etc. y además se debe estudiar la manera en que el cerramiento influirá
en la estructura del edificio.
Criterio
económico: el
costo es una de las mayores preocupaciones de propietarios y profesionales
hoy día. El costo total de los cerramientos puede alcanzar del 5 al 20%
del total de la obra, dependiendo si se trata de una vivienda o de una
torre de oficinas. El costo de los cristales se debe tener en cuenta en
las primeras etapas del diseño, ya que una vez tomada la decisión,
pretender reducir el costo seguramente implicará tener que disminuir la
calidad o directamente tener que cambiar todo el sistema de cerramiento.
Criterio
de leyes y reglamentos:
en los códigos de edificación de la mayoría de los países del mundo
hay muchos requerimientos para los cerramientos y sus materiales.
Normalmente esos requerimientos se refieren a diseño estructural, y a
seguridad para las personas. En nuestro país está próxima a salir la
reglamentación referente a cristales de seguridad en áreas de riesgo
(barandas, puertas vidriadas, claraboyas, etc.)
Criterio
estético:
la apariencia exterior de los edificios es hoy día una de las primeras
exigencias que se le impone a un cerramiento. Los cristales a veces son prácticamente
el protagonista principal en la fachada de un edificio. Los colores, volúmenes,
reflejos y texturas de los materiales, son todas características a tener
en cuenta.
Criterio
de colocación:
los métodos de instalación también se deben tener en cuenta en la
elección de los cristales. Factores tales como facilidad de izado y de
instalación, fragilidad, peso y dimensiones deben ser consideradas.
Criterio
de mantenimiento: tres
son los tipos de mantenimiento que se deben tener en cuenta. El primero es
la limpieza regular que en el caso de los cristales adquiere una
importancia superlativa. El segundo es el mantenimiento preventivo, sobre
todo en lo referente a materiales de colocación y juntas: burletes,
selladores, etc. El tercero es el reemplazo de componentes. Todos los
materiales tienen una vida útil al cabo de la cual se hace necesario su
reemplazo o reparación. En el caso de los cristales su vida es
extraordinariamente más larga que en el resto de los materiales, pero de
cualquier manera es conveniente tener en cuenta la posibilidad de
reemplazos debido a roturas o rayaduras.
CARACTERISTICAS DE LOS CRISTALES
Encuadrando en los criterios enumerados, la correcta elección
del cristal para una aplicación en particular, requiere considerar las
características propias de los cristales (aparte de las que vamos a
enumerar hay otras como planitud, dificultad de limpieza, etc. que también
deben ser consideradas).
1.Color y apariencia
En
los cristales de hoy día hay una amplia gama de colores disponibles. En
cristales reflectivos, para realzar el color del cristal de base
(sustrato) se usa la superficie reflectiva en la cara #2 (esto es decir
que se orienta la cara con el recubrimiento reflectivo hacia el interior
del edificio). En general los colores de los cristales son muy suaves, por
lo que deben ser cuidadosamente analizados. El único método
satisfactorio es la instalación de una muestra de tamaño real en la
ubicación y orientación real en el proyecto. El color aparente del
cristal (el que se ve) es la suma de varios factores:
El
color del cristal en sí (incoloro, verde, azul verde, gris, etc.).
El
espesor del cristal.
El
recubrimiento reflectivo (se usan diferentes metales de recubrimiento como
titanio, plata, etc., con diferentes densidades y con diferentes procesos
de aplicación).
El
color de la interlamina (PVB) si es que se usa cristal laminado.
El
color de la luz incidente (luz del mediodía, amanecer o atardecer).
El
color de los objetos que se ven a través del cristal (cortinas,
aislaciones, etc.)
El
color de los objetos que se reflejan en el cristal (cielo, nubes, etc.).
Obviamente la apariencia total cambiará a medida que cambien estos
componentes individuales.
La
combinación de diferentes cristales e interlaminas en cristales laminados
o en unidades de doble vidriado pueden cambiar el color total y la
apariencia así como las propiedades.
2.Transmisión
lexión de luz
Con
este valor se determinan los niveles de iluminación natural en el
interior del edificio. Las aplicaciones residenciales normalmente
requieren niveles más altos de iluminación natural que los edificios
comerciales. Si se requiere un alto nivel de transmisión de luz con algo
de control de la transmisión de energía solar al mismo tiempo, hay
cristales como el azul-verde (blue-green) por ejemplo que se pueden usar
para proveer tanta luz natural como en un cristal incoloro y dar al mismo
tiempo un control solar como con un cristal bronce o gris.
Si
se quiere aumentar el control solar usando cristales reflectivos, se
incurrirá en una reducción de la transmisión de luz.
3.
Transmisión de energía solar y absorción
El
Coeficiente de Sombra (CS) es la mejor medida de cuánta energía solar es
admitida a través de una abertura vidriada. El CS compara el cristal en
cuestión con una lámina monolítica de 3 mm de cristal incoloro. Un bajo
Coeficiente de Sombra reduce las ganancias de energía solar y ahorra
costos de aire acondicionado.
Los
vidriados residenciales normalmente utilizan las ganancias solares como
ventaja en el invierno. Estas ganancias pueden realizarse aún en el caso
de cristales de control solar porque en una casa bien aislada hay un plus
de energía solar disponible cuando la superficie vidriada excede el 10%
de la superficie cubierta. Si se usara un cristal de control solar con un
CS de 0.5, una ventana de superficie igual al 20% de la superficie del
ambiente daría las mismas ganancias solares porque la reducción en la
transmisión de luz es equilibrada por la mayor superficie vidriada.
4.
Seguridad
Se
dice que un cristal es seguro cuando no se rompe o si se rompe lo hace en
forma segura para las personas. Obviamente el concepto de seguridad está
relacionado directamente con el riesgo que se considera. Si el riesgo es
de caída o de paso a través del cristal, existen los cristales laminados
que eliminan totalmente ese riesgo. El cristal laminado tiene la propiedad
de que una vez roto permanece en su lugar sin caer y sin dejar pasar a
través del mismo. Un ejemplo muy claro de esto lo constituyen los
parabrisas de los automóviles. Hoy en día todos los parabrisas se
fabrican con cristal laminado por los riesgos de impactos y de caída en
caso de rotura del parabrisas.
Si
el riesgo es de astillas que puedan lastimar los cristales son tratados térmicamente
con lo cual se aumenta su resistencia en casi cuatro veces y además si se
rompe lo hace en pequeñas fracciones de no más de 7 mm inofensivas. Prácticamente
cualquier tipo de cristal se puede laminar y/o templar.
5.
Aislación térmica
Los
cristales como cualquier material tienen una propiedad que se denomina conductibilidad
térmica. Esta determina la cantidad de calor que ese material deja
pasar por cada mm de espesor y por cada grado centígrado de diferencia de
temperatura entre un lado y otro del material. El valor K que normalmente
informan los fabricantes de cristales precisamente mide esa cantidad.
Cuanto más grande es el valor K mayor la cantidad de calor que pasará y
por consiguiente es menor su valor de Aislación.
Hay
cristales compuestos por más de un cristal con la interposición de una o
más cámaras que contienen aire atmosférico o algún gas inerte con lo
cual se consiguen altísimos valores de Aislación térmica (Bajos valor
de K).
6.
Aislación acústica
Cristales
más pesados (más gruesos) transmiten menos el sonido que los más
livianos (más finos). El cristal grueso es muy efectivo para detener los
sonidos de baja frecuencia como los ruidos del tráfico mientras que el
fino cristal laminado es muy efectivo para controlar los sonidos de
frecuencias altas como la conversación de las personas, etc. Un laminado
de cristales de gruesos espesores combina lo mejor de ambos métodos, en
algunos casos se puede requerir un completo análisis de las respuestas
del cristal a diferentes frecuencias.
7.
Resistencia
Por
medio de tratamientos térmicos se puede variar la resistencia de los
cristales. La resistencia se puede duplicar por medio del termoendurecido
o cuadruplicar por medio del templado.
Se debe hacer notar que los cristales sufren un efecto de fatiga estática
que hace que solo resistan la mitad bajo cargas de larga duración (nieve,
acuarios, pisos, etc.) en comparación con cargas de corta duración (ráfagas
de viento).
El
cristal monolítico es casi de la misma resistencia que un cristal
laminado del mismo espesor cuando éste es sometido a cargas de corta
duración a temperatura ambiente. Un doble cristal hemático donde las dos
láminas son del mismo espesor, es prácticamente el doble de resistente
bajo cargas uniformes de viento que cada una de las láminas por sí
solas.
El
cristal tiene una cierta probabilidad de rotura. Su resistencia no puede
ser prevista con exactitud. Por esta razón es que una buena práctica de
diseño siempre considera la probabilidad de roturas. Los cálculos
normalmente se realizan con una probabilidad de rotura de 8 piezas de cada
1000.
8.
Deformación bajo cargas
Una
hoja de cristal soportada en sus 4 bordes no deformará linealmente bajo
las cargas. Esto quiere decir que si se duplica la carga no se duplicará
la deformación típicamente para grandes dimensiones, el espesor se
calculará para las deformaciones admisibles antes que se alcancen los límites
de la resistencia. Es importante destacar que iguales espesores de cristal
crudo, termoendurecido, templado y laminado (a temperatura ambiente o
menos), todos tendrán las mismas deformaciones sometidos a cargas
iguales.
9.
Costo
El
costo de los cristales es de suma importancia para propietario y
arquitecto por las tan comunes y conocidas restricciones presupuestarias.
Este costo, en edificios en altura suele variar aproximadamente entre el 3
y el 10% del costo directo total de la construcción (excluyendo gastos
generales, beneficio y honorarios). Es importante considerar el costo de
los cristales en las etapas más tempranas del diseño puesto que una vez
que se tomó una decisión sobre el uso de un cristal, la única manera de
reducir su costo es reducir la calidad o seleccionar un nuevo material. En
cualquiera de ambos casos esto traerá problemas: si se reduce la calidad,
seguramente aparecerán problemas de fallas del material, falta de aislación,
etc. En muchos casos cuando se realizan cambios en el diseño, no se les
dedica la misma cantidad de tiempo de estudio de los detalles por parte de
todos los profesionales involucrados en la obra (asesores estructurales,
termomecánicos, etc.). Además a todo esto se suma el hecho de que una
reducción en la calidad o un cambio en los materiales de vidriado
resultará decepcionante para aquellas personas que esperaban algo mejor
de lo que están recibiendo.
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