Las ventanas brindan vistas, comodidad, ventilación y eficiencia energética a un hogar. Las ventanas también aportan grandes ganancias de calor solar y aceleran el sistema de enfriamiento, sin mencionar los dañinos rayos UV que desvanecen los muebles, cortinas y alfombras. Ya sea que una casa esté diseñada para adaptarse al sitio de sus sueños o si está trabajando con un constructor para seleccionar las mejores opciones para una casa de vecindario, se puede lograr una mayor eficiencia energética y menores costos de calefacción y aire acondicionado planificando cuidadosamente la ubicación de las ventanas.
Protegerse del sol tiene mucho sentido monetario. Según el Departamento de Energía de EE. UU., Un hogar promedio gasta más del 40 por ciento de su presupuesto anual total de energía en costos de calefacción y aire acondicionado. En el sur de Florida, los consumidores pueden gastar esa cantidad solo en costos de enfriamiento. Estos costos se pueden reducir en un 15 por ciento en promedio simplemente cambiando a ventanas de bajo consumo y planificando la ubicación de las ventanas, las cortinas y la ventilación.
Hacia donde girar
En primer lugar, los propietarios deben prestar atención a la dirección en la que se enfrenta su hogar. El ángulo del sol en el verano y la duración de la exposición directa son extremos en los lados de la casa que miran hacia el este y el oeste.
El experto en energía con sede en California Steve Easley explica cómo evitar ese sol abrasador, al tiempo que comprende que nadie quiere una pared en blanco sin ventanas. "Oriente su vaso de modo que mire hacia el sur", dice Easley. “El sol está más alto en verano, por lo que golpea el vidrio en un ángulo menos directo. También evite grandes cantidades de acristalamiento en las caras este y oeste, donde el sol lo calentará en un ángulo directo durante largos períodos de tiempo ".
Para un hogar de clima cálido, luchar contra el sol y controlar los costos de enfriamiento son el enfoque crítico para los cálculos de diseño y energía. En algunas áreas del país, las revisiones y aprobaciones de diseño se centran en la capacidad de un edificio para controlar la ganancia de calor solar. Las juntas de revisión progresiva quieren saber el impacto de la ganancia de calor solar en las cargas de enfriamiento o cuánta energía se necesita para reducir la temperatura de una casa. Estas placas requieren estrategias para reducir la ganancia de calor sin un uso excesivo de energía. Controlar el uso de energía en climas cálidos significa controlar la ganancia de calor.
“Cuando creamos Palm Springs EnergyWise House, diseñamos primero para las vistas”, dice Dennis Cunningham, un constructor de Palm Springs Modern Homes, “luego hicimos los cálculos para ver si podíamos hacerlo funcionar. Tuvimos suerte con este proyecto de que las vistas fueran del noroeste. Como resultado, no recibimos ningún sol abrasador ".
Evitar la acumulación de calor
La ganancia de calor solar es el mayor enemigo energético en los hogares de todo el país. Es mejor colocar ventanas panorámicas, puertas corredizas y ventanas altas de Palladio orientadas al norte y al sur que sufrir el aumento de calor extremo que traerán las ventanas que miran al este y al oeste. Para una casa en un clima del norte, este enfoque tiene un beneficio secundario en el sentido de que las ventanas que dan al sur atraerán rayos directos que calientan la casa durante el invierno. No importa dónde esté ubicada una casa, una buena planificación de ventanas se centra en controlar la ganancia de calor solar durante los meses de verano. Si ese mismo control puede aportar calor adicional en la temporada de calefacción, considérelo una ventaja.
Easley utiliza una puerta corrediza de vidrio de un solo panel como ejemplo de cómo la selección y la ubicación del vidrio pueden afectar la carga de enfriamiento y el uso de energía de una casa. La luz solar directa sobre el vidrio generará 250 Btu por pie cuadrado de vidriado por hora, la misma unidad de medida que se usa para medir la producción de un horno.
Para una puerta de vidrio corrediza promedio de 6 pies por 7 pies, eso genera 10,000 Btu por hora solo desde la puerta. Se necesitaría casi una tonelada de potencia de aire acondicionado para compensar este aumento de calor. Dado que una casa promedio usa tres toneladas de aire acondicionado por hora, el control deslizante usaría un tercio de esa energía de enfriamiento por hora. La ganancia de calor solar ocurre en todas partes, señala Easley. “Incluso en el Medio Oeste todavía puede tener facturas de aire acondicionado que cuestan tanto como la factura de calefacción, así que nunca subestime el impacto de su vidrio”, dice.
Soluciones de diseño
Tome medidas para reducir la ganancia de calor solar en el verano. Primero, cree sombra siempre que sea posible y proporcione voladizos para las ventanas que reciben una gran cantidad de luz directa en el verano. "Aquí tenemos que evitar el sol del oeste", dice Cunningham. "El sol del oeste aquí es un sol tan deslumbrante, cálido y que derrite las velas que quema los muebles del interior, los desvanece".
Para compensar, Cunningham y el arquitecto Dan Thornbury se enfrentaron a EnergyWise House hacia el norte, con su lado en ángulo hacia el noroeste, lo que permitió que la casa proyectara su propia sombra en el lado este-sureste de la casa. Thornbury colocó una torre de escaleras en la fachada orientada al oeste, que está salpicada con una combinación de ventanas de varios tamaños para proporcionar vistas teaser de las montañas sin vidrio agregado y la ganancia de calor que las acompaña. Varias de las pequeñas ventanas de la torre de escaleras también son operables y funcionan para proporcionar ventilación cruzada cuando las puertas corredizas se abren hacia el este.
Ventanas inteligentes
Otra forma de reducir la ganancia de calor solar de las ventanas es instalar ventanas revestidas de alta eficiencia que están diseñadas para bloquear la transferencia de calor en invierno y verano. La selección de una unidad de vidrio revestido de baja emisividad y doble panel puede ahorrar cientos de dólares en facturas anuales de servicios públicos. Pasar a un vidrio de baja emisividad espectralmente selectiva en una unidad de vidrio aislado de doble panel (IGU) traerá el mayor ahorro y eficiencia de todos. Estas ventanas tienen una capa microdelgada de metal que refleja el calor hacia la fuente. Los revestimientos espectralmente selectivos desvían los rayos que provocan la acumulación de calor y la degradación de los rayos ultravioleta, al tiempo que permiten que penetre la luz visible.
“En promedio, el vidrio estándar deja entrar el 90 por ciento del calor del sol. Un vidrio estándar de baja emisividad deja entrar alrededor del 70 por ciento. Un vidrio con recubrimiento espectral deja entrar solo el 40 por ciento del calor del sol ”, dice Easley.
Bloquear la ganancia de calor en el verano es una estrategia inteligente. Easley fomenta la construcción de voladizos sobre las fachadas orientadas al oeste y al este para dar sombra a las ventanas de abajo. Plante árboles de sombra, agregue aleros o toldos y use la etiqueta del Consejo Nacional de Clasificación de Fenestraciones. Las etiquetas NFRC indican cuánta luz dejará entrar una ventana determinada (VLT), cuánta pérdida de calor es probable que incurra (factor U) y cuánta ganancia de calor solar permite (SHGC). La etiqueta Energy Star también hace coincidir las ventanas con sus climas.