Cambiar las ventanas para ahorrar energía

¿Cuánta energía podemos ahorrar al cambiar las ventanas?

Cambiar las ventanas para ahorrar energía, y dinero en las facturas, es una de las medidas de ahorro más sencillas y con mayor impacto que comentaba en mi post anterior sobre la utilidad del certificado energético. Debe ser bastante cierto puesto que llevamos unos cuantos años teniendo en nuestras comunidades autónomas campañas de ayudas económicas para la sustitución de ventanas. Seguro que has oído hablar de ellas como Plan Renove de Ventanas. En la Comunidad de Madrid, hasta agosto, está vigente para sustituir nuestras viejas ventanas por nuevas carpinterías de PVC. La ayuda consiste en una cantidad máxima de de 110€ cada m² actualizado. Para más información ver Plan Renove de Ventanas PVC 2013.

Ahora te estarás preguntando cuánta cantidad de energía perdemos en invierno y recibimos en verano por nuestras ventanas. Para que te hagas una idea te muestro los dos siguientes gráficos donde puedes ver las pérdidas de energía para cada uno de los elementos de la vivienda. EL primer caso es una vivienda unifamiliar situada en una zona fría (zona D2) donde no tienen instalado equipo de refrigeración. En el otro está ubicada cerca de Madrid (zona D3), donde el verano es algo más severo y además tienen una instalación doméstica de refrigeración con un sistema multisplit.

Demanda de calefacción de cada componente en una vivienda adosada en Salamanca. Datos obtenidos de LIDER

En el caso de la vivienda unifamiliar en Salamanca vemos que el conjunto de pérdidas por los huecos representa un 28% del total de energía demandada en calefacción.

Emisiones correspondientes a cada componente de la demanda en una vivienda unifamiliar en Madrid. Gráficos obtenidos de CERMA

En el caso de la vivienda cercana a Madrid vemos que estos porcentajes son del 28,7% para las emisiones de calefacción y del 45,7% para las de refrigeración.

¿Cómo perdemos energía por las ventanas?

Las pérdidas de energía debidas a los huecos de los edificios, es decir las ventanas y puertas, se producen debido a tres fenómenos diferentes, la radiación solar, las pérdidas por transmisión y las pérdidas por infiltraciones de aire exterior en el interior de los edificios. Veamos en que consiste cada uno de ellos y cómo impedir estas pérdidas o ganacias:

• Pérdidas y ganancias de energía debidas a la radiación solar sobre los vidrios de las ventanas. Que fundamentalmente se convierte en una carga térmica positiva en verano que obliga a utilizar sistemas de refrigeración para eliminarla. Por eso es tan importante la utilización de elementos de sombreamiento en los huecos en verano, con un buen diseño de elementos de sombra se puede evitar en gran parte esta carga. Otra forma de que controlar la aportación de calor debido a la radiación solar es la utilización de vidrios con un factor solar (g) bajo, si puede ser menor a 0,5.
• Pérdidas y ganancias de energía debidas a la transmisión térmica a través de la carpintería y los vidrios. Y este fenómeno depende fundamentalmente de la diferencia de temperatura entre el ambiente interior y el exterior, que cuanto mayor sea mayores flujos de calor entre el exterior y el interior se producirán. Necesitaremos vidrios y carpinterías con una transmitancia térmica (U) lo más baja posible, para impedir la entrada de frío en invierno y de calor en verano.
• Pérdidas y ganancias de energía debidas a las infiltraciones de aire exterior hacia el interior por las grietas y huecos de las carpinterías. Esto se debe a que las carpinterías cierran mal o no tienen burletes que impiden estas entradas de aire exterior. Seguro que has conocido ventanas por las que incluso se oye silbar, eso es una importante infiltración en una mala ventana. Para mitigarlas instalaremos ventanas con alta permeabilidad, de clase 3 al menos, y mejor clase 4 si es posible.

¿En qué tenemos que fijarnos para seleccionar una ventana?

A parte de materiales, acabados y elementos formales que afectan a la hora de la selección que estoy obviando aquí, yo suelo sugiero seleccionarlas según los siguientes criterios, que creo que son los importantes para determinar la calidad energética de una ventana:

• U del marco: Es decir, la transmitancia térmica de la carpintería. Buscaría valores como mínimo por debajo de 2,2-2 W/m²·K. Las carpinterías de madera, de PVC y de aluminio con rotura de puente térmico de buena calidad consiguen, e incluso mejoran, estos valores. No es difícil llegar a valores de 1,2-1,5 W/m²·K. Ten en cuenta que el marco representa el 15-35% de la superficie de la ventana.
• Clase de permeabilidad del marco: Como ya he adelantado para evitar las pérdidas por infiltraciones iremos a carpinterías con clase 3 o 4. Lo que implica que sean batientes u oscilobatientes. Puede ser que una carpintería tipo corredera alcance la clase 3 pero conviene comprobarlo
• U del vidrio: La transmisividad del vidrio es de las cualidades más importantes a definir. Cada día las superficies vidriadas son más grandes y supondrán una fuente de pérdidas significativa si no se cuida este aspecto. Yo selecciono normalmente vidrios con una U de 1,8 W/m²·K. Y si puedo económicamente intento bajar este valor a 1,5-1,4 W/m²·K. Esto implica ir a vidrios dobles con tratamientos especiales en una de las lunas pero compensa frente a los 2,8 W/m²·K de un vidrio doble sin los mismos. Una cosa importante, la primera medida para ahorrar en un vidrio doble es aumentar el espesor de su cámara, el coste es de pocos céntimos el m² y se nota mucho. No menos de 12mm y si puede ser 16mm o más.

• G del vidrio: El factor solar g  del vidrio es importante sobre todo en aquellos lugares con veranos duros y en ventanas con orientaciones este y oeste. Un valor en torno a 0,5 será suficiente salvo que busquemos un factor solar muy bajo porque no preveamos la utilización de sistemas de sombreamiento como pueden ser una persiana. Para factores solares de 0,2-0,3 tendremos que ir a tratamientos específicos del vidrio que seguramente impliquen un efecto espejo o coloración del vidrio que hay que tener en cuenta. En el caso de edificios con estrategias pasivas de captación de calor de radiación en invierno este valor deberá de ser lo mayor posible para que refleje la menos cantidad de energía de radiación. Evidentemente hay que llegar a un compromiso, o bien utilizar un sistema de sombreamiento efectivo en verano, porque estos edificios también captan calor durante el verano por desgracia.
• TL del vidrio: La transmisión luminosa implica la cantidad de luz que deja pasar el vidrio. Un vidrio doble de lunas incoloro sin tratamiento tiene una TL del 80%. Uno con tratamiento térmico 67% y uno con una g muy baja un 20%. Luego se ve que a medida que se mejora el factor solar de un vidrio normalmente baja mucho la cantidad de luz que deja pasar. Evidentemente esto implica una necesidad mayor de luz artificial. A mí para aplicaciones residenciales me gusta utilizar vidrios con una TL de al menos el 60-65% que con los fondos habituales de habitaciones no supone mucha pérdida de luz natural. En edificios terciarios dependerá mucho del diseño de sus fachadas y de los usos del edificio. Habría que simular con diferentes opciones y ver qué es más beneficioso.

Una buena ayuda para los proyectistas. Utilizando el programa Calumen, facilitado por Saint Gobain, es muy fácil obtener estos datos de diferentes configuraciones de vidrios que nos interese comparar. Os presento una tabla con las características obtenidas con este programa comparando los que habitualmente utilizo frente a los que normalmente se colocan:

Diferentes tipos de acristalamientos y sus características. Datos obtenidos con CALUMEN

Ahorro energético conseguido al cambiar las ventanas

Veamos ahora cuánta energía ahorraríamos al cambiar las ventanas de los ejemplos mencionados al principio del post.

El primer ejemplo era el de un adosado situado en Salamanca. Se trata de un caso real en el que sustituimos las ventanas existentes por unas nuevas. Las antiguas ventanas eran correderas dobles, de aluminio sin rotura y no tenían burletes de ningún tipo por lo que no cerraban muy bien. Se sustituyeron por carpinterías practicables mixtas de aluminio-madera de clase 4 de permeabilidad y U de 2,5 W/m²·K. Se cambiaron también las cajas de persianas de obra que ajustaban mal por persianas compactas con aislamiento, lo que contribuyó a mejorar las prestaciones térmicas del conjunto. Los vidrios utilizados fueron dobles con tratamiento Planitherm S en el vidrio exterior (cara 2) y cámara de aire de 12 mm, conjunto denominado 4-PlanitermS-12-4 mm. Las características de este vidrio son una TL de 67%, una U de 1,8 W/m²·K y g de 0,52. La mejora de la permeabilidad de las ventanas calculamos que supuso pasar de 1,1 renovaciones cada hora a 0,71 r/h.

Utilizando el programa oficial Lider, para la demanda total de energía anual obteníamos un ahorro previsto por el cambio de las ventanas del 24% aproximadamente. En la tabla siguiente se pueden observar los ahorros producidos por esta medida en cada componente de la demanda. Vemos que al mejorar las ventanas, captamos menos radiación en invierno pero perdemos mucha menos energía por transmisión y sobre todo evitamos las indeseables infiltraciones:

Mejora de la demanda de calefacción obtenida al cambiar ventanas en una vivienda en Salamanca. Datos procedentes de LIDER

En el segundo caso se trata de una simulación hecha con el programa oficial CERMA sobre una vivienda unifamiliar ahora mismo en construcción en Madrid. Durante la fase de proyecto calculamos el ahorro energético obtenido al mejorar las prestaciones de las ventanas de calidades mínimas que exige el Código Técnico de la Edificación (la normativa vigente en la construcción hoy). Se propuso utilizar carpinterías de PVC clase 4 y una cajonera y vidrio similares a los del ejemplo anterior. La calificación obtenida por la vivienda pasó de una C a una B, la demanda de calefacción mejoró un 27,6% y la de refrigeración un nada despreciable 44%.

Os dejo aquí un cuadro resumen de los datos de este último análisis:

Comparativo de mejora de carpinterías en una vivienda unifamiliar en Madrid. Datos obtenidos con CERMA

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