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Cristal de eficiencia energética

 

¿Qué es cristal con eficiencia energética?

El cristal es uno de los materiales de construcción más populares y versátiles utilizado hoy en día. Una de las razones es su mejora constante del rendimiento solar y térmico. Una forma de lograr este rendimiento es mediante el uso de recubrimientos pasivos y de control solar de baja emisividad. Entonces, ¿qué es el cristal "low-E"? En esta sección, le brindamos una descripción detallada de los recubrimientos.

Para comprender los recubrimientos, es importante comprender el espectro de energía solar o la energía del sol. La luz ultravioleta (UV), la luz visible y la luz infrarroja (IR) ocupan diferentes partes del espectro solar: las diferencias entre los tres están determinadas por sus longitudes de onda.

  • La luz ultravioleta, que es la que hace que los materiales interiores, como telas y revestimientos de paredes, se desvanezcan, tiene longitudes de onda de nanómetros 310-380 cuando informa el rendimiento del vidrio.
  • La luz visible ocupa la parte del espectro entre longitudes de onda de aproximadamente nanómetros 380-780.
  • La luz infrarroja o energía térmica se transmite como calor a un edificio y comienza a longitudes de onda de nanómetros 780. El infrarrojo solar se conoce comúnmente como energía infrarroja de onda corta, mientras que el calor que irradia los objetos cálidos tiene longitudes de onda más altas que el sol y se conoce como infrarrojo de onda larga.

Los recubrimientos de baja emisividad se han desarrollado para minimizar la cantidad de luz ultravioleta e infrarroja que puede pasar a través del vidrio sin comprometer la cantidad de luz visible que se transmite.

Cuando el cristal absorbe el calor o la energía de la luz, el aire en movimiento lo aleja o la superficie del cristal lo retransmite. La capacidad de un material para irradiar energía se conoce como emisividad. En general, los materiales altamente reflectantes tienen una baja emisividad y los materiales de color oscuro opaco tienen una alta emisividad. Todos los materiales, incluidas las ventanas, irradian calor en forma de energía infrarroja de onda larga según la emisividad y la temperatura de sus superficies. La energía radiante es una de las formas importantes en que se produce la transferencia de calor con las ventanas. La reducción de la emisividad de una o más de las superficies de cristal de la ventana mejora las propiedades aislantes de una ventana. Por ejemplo, el cristal sin recubrimiento tiene una emisividad de .84, mientras que el cristal de control solar Solarban 70XL de PPG tiene una emisividad de .02.

Aquí es donde entran en juego los recubrimientos de cristal de baja emisividad o baja emisividad. El cristal de baja emisividad tiene un recubrimiento transparente microscópicamente delgado, es mucho más delgado que un cabello humano, que refleja la energía infrarroja de onda larga (o calor). Algunas e-bajas también reflejan cantidades significativas de energía infrarroja solar de onda corta. Cuando la energía térmica interior intenta escapar hacia el exterior más frío durante el invierno, el revestimiento de baja emisividad refleja el calor hacia el interior, reduciendo la pérdida de calor radiante a través del vidrio. Lo contrario ocurre durante el verano. Para usar una analogía simple, el vidrio de baja emisividad funciona de la misma manera que un termo. Un termo tiene un revestimiento plateado, que refleja la temperatura de la bebida que contiene. La temperatura se mantiene debido a la constante reflexión que se produce, así como a los beneficios aislantes que proporciona el espacio de aire entre las capas interna y externa de la cubierta. termo ... similar a una unidad de cristal aislante. Dado que el cristal de baja emisividad se compone de capas extremadamente delgadas de plata u otros materiales de baja emisividad, se aplica la misma teoría. El revestimiento plateado de baja emisividad refleja las temperaturas interiores nuevamente dentro, manteniendo la habitación cálida o fría.

En realidad, hay dos tipos diferentes de recubrimientos de baja emisividad: recubrimientos pasivos de baja emisividad y recubrimientos de control solar de baja emisividad. La mayoría de los recubrimientos pasivos de baja emisividad se fabrican utilizando el proceso pirolítico: el recubrimiento se aplica a la cinta de vidrio mientras se produce en la línea de flotación, luego el recubrimiento se “fusiona” con la superficie del vidrio caliente, creando una fuerte unión, o "Capa dura" que es muy duradera durante la fabricación. Finalmente, el vidrio se corta en láminas de varios tamaños para su envío a los fabricantes. Los recubrimientos pasivos de baja emisividad son buenos para climas muy fríos porque permiten que pase parte de la energía infrarroja de onda corta del sol y ayudan a calentar el edificio durante el invierno, pero aún reflejan la energía calorífica de onda larga del interior.

La mayoría de los recubrimientos de control solar de baja emisividad, como los que se usan para el vidrio de control solar Solarban 70XL, se fabrican utilizando el proceso MSVD: el recubrimiento se aplica fuera de línea al vidrio precortado en una cámara de vacío a temperatura ambiente. Este revestimiento, a veces denominado "revestimiento blando", debe sellarse en una unidad IG o laminada y tiene una emisividad más baja y un rendimiento de control solar superior. Dicho esto, los revestimientos de control solar de mejor rendimiento son los MSVD y son ideales para climas templados a cálidos que están más dominados por el uso de aire acondicionado en edificios comerciales.

Los recubrimientos de baja emisividad se aplican a las diversas superficies de las unidades de vidrio aislante. En un IG de panel doble estándar, hay cuatro superficies de revestimiento potenciales a las que se pueden aplicar: la primera superficie (#1) enfrenta al exterior, la segunda (#2) y la tercera (#3) superficies enfrentadas dentro de la unidad de vidrio aislante y están separados por un espacio aéreo y un separador aislante, y la cuarta superficie (#4) se enfrenta directamente al interior.

Ya sea que un recubrimiento de baja emisividad se considere control pasivo o solar, ofrecen mejoras en los números de rendimiento. Los siguientes se utilizan para medir la efectividad del vidrio con recubrimientos de baja emisividad:

  • Valor de U es la calificación dada a una ventana en función de la cantidad de pérdida de calor que permite.
  • Transmitancia de luz visible es una medida de cuánta luz pasa a través de una ventana.
  • Coeficiente de ganancia de calor solar es la fracción de radiación solar incidente admitida a través de una ventana, tanto transmitida directamente como que es absorbida y reradiada hacia el interior. Cuanto menor sea el coeficiente de ganancia de calor solar de una ventana, menos calor solar transmite.
  • Ganancia de luz a solar es la relación entre el coeficiente de ganancia de calor solar (SHGC) de la ventana y su índice de transmitancia de luz visible (VLT).

Así es como los revestimientos se miden minimizando la cantidad de luz ultravioleta e infrarroja que puede pasar a través del vidrio sin comprometer la cantidad de luz visible que se transmite.

Como regla general, los recubrimientos pirolíticos funcionan bien para calentar climas dominados, mientras que MSVD es una buena opción para enfriar climas dominados.

Cuando se piensa en ventanas, se le viene a la mente el tamaño, el tinte y otras cualidades estéticas, pero los recubrimientos de baja emisión juegan un papel importante en el rendimiento general de una ventana y pueden afectar significativamente los costos generales de calefacción, iluminación y enfriamiento de un edificio.

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