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Vidrio en Fachadas Ligeras

De Construpedia

Itec.gif - Logo Hydro.PNG NOTA: Este artículo ha sido creado gracias al Instituto de Tecnología de la Construcción de Cataluña - ITeC en el marco del Programa de Afiliados de la Construpedia. Pertenece a la publicación Diseño de Fachadas Ligeras. Puedes descargar gratuitamente la publicación. ¡Atención! Este artículo está sujeto a Derechos de Autor. © ITeC.
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Contenido

Características Mecánicas

Una luna de Vidrio insertada en una Fachada Ligera puede estar sometida a esfuerzos mecánicos de diferentes tipos: axiales, torsiones, impactos y penetraciones.

La resistencia real de cada luna de Vidrio presenta una gran dispersión de resultados respecto la resistencia teórica debido a la importancia de los defectos microscópicos del material.

Los ensayos estadísticos proporcionan sin embargo los siguientes resultados orientativos:

  • Resistencia a compresión

La rotura del vidrio a compresión es prácticamente imposible ya que su resistencia es muy elevada (10.000 daN/cm2).

  • Resistencia a tracción

Los tratamientos térmicos posteriores del vidrio inciden notablemente sobre esta propiedad: - Vidrio recocido: 400 daN/cm2 - Vidrio templado: 1.000 daN/cm2

  • Resistencia a flexión

En este caso se tiene una cara sometida a tensiones de tracción y la otra a tensiones de compresión. La resistencia a rotura será la de la resistencia menor, que es la de tracción: - Vidrio recocido sin defectos visibles: 400 daN/cm2 - Vidrio templado: 1.000 daN/cm2

  • Tensiones de trabajo admisibles según la posición de la luna y el tipo de luna

Las tensiones de trabajo admisibles se expresan en daN/cm2

DF Vidrio 1.PNG

Otras características físicas y mecánicas del vidrio son:

DF Vidrio 2.PNG

Procesos de transformación / Tipologías

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Con el fin de incrementar la resistencia mecánica y, como consecuencia también, la seguridad a la rotura, se recomienda hacer un pulido sobre los bordes de los vidrios. Los tipos de cantos más utilizados son los siguientes: Los principales procesos de transformación del Vidrio actualmente disponibles en el mercado son: corte, pulido, manufacturas, serigrafiado, templado, curvado, deposición metálica, laminado y doble acristalamiento.


A continuación se describen someramente las distintas tipologías de vidrios existentes en el mercado:



Vidrio Templado

El templado térmico es el tratamiento más convencional y consiste en calentar el Vidrio hasta una temperatura próxima a la de su reblandecimiento para, a continuación, enfriarlo bruscamente, haciendo incidir sobre su superficie aire más frío y a una presión controlada. De este modo la superficie del Vidrio se contrae rápidamente y queda sometida permanentemente a tensiones de compresión, mientras que el interior del vidrio queda sometido permanentemente a tensiones de tracción. Las intensidades de estas tensiones varían de acuerdo con la intensidad del gradiente térmico que se estableció en el momento de su enfriamiento, con lo que se pueden obtener vidrios templados o bien simplemente termoendurecidos.

Los Vidrios Templados presentan un notable aumento de la resistencia mecánica, una mayor resistencia al choque térmico y, por tanto, en general una mayor seguridad al uso. Se pueden realizar posteriormente manipulaciones de manufactura y serigrafiado.

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Vidrio Termoendurecido

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Los Vidrios Termoendurecidos consiguen un incremento, también evidente, de la resistencia mecánica, pero no se consideran un producto de seguridad ya que en caso de rotura, los trozos resultantes son aún de una dimensión apreciable y pueden ocasionar daños a las personas próximas. En el proceso de su transformación el enfriamiento es mucho más lento, por lo que las tensiones superficiales inducidas son inferiores y, por tanto, tienen una resistencia mecánica más baja que los templados.

Vidrio Templado Químicamente

En este caso la generación de las tensiones adicionales se produce por una modificación superficial de la composición química del Vidrio. Existen dos procedimientos diferentes:

  • Creación de capas superficiales con menor coeficiente de dilatación que el Vidrio base. El recubrimiento se lleva

a cabo a temperaturas superiores a la de la relajación del Vidrio y, cuando éste se enfría, la parte interior se contrae más que la superficie quedando ésta sometida a compresión.

  • Intercambio superficial de iones del Vidrio por otros de mayor tamaño. En este caso la compresión se produce por

la sustitución de iones alcalinos de la superficie por otros más voluminosos. Este proceso de cambio debe producirse a una temperatura inferior a la de reblandecimiento del Vidrio.

Vidrio Laminado

Se obtiene al unir varias lunas simples mediante láminas interpuestas de butiral de polivinilo (PVB), que es un material plástico con muy buenas cualidades de adherencia, elasticidad, transparencia y resistencia. La característica más sobresaliente del Vidrio Laminado es la resistencia a la penetración, por lo que resulta especialmente indicado para usos con especiales exigencias de seguridad y protección de personas y bienes. Ofrece también buenas cualidades ópticas, mejora la atenuación acústica y protege contra la radiación ultravioleta.

Vidrio Coloreado en Masa (Parsoles)

Es un Vidrio al cual, durante el proceso de fabricación, se le han añadido óxidos metálicos que le dan un color característico más oscuro con el consiguiente aumento de su capacidad de absorción de la energía lumínica incidente. El Vidrio Coloreado se utiliza fundamentalmente como luna de protección solar. Debido a su gran absorción de energía solar es necesario su templado para evitar la rotura por choque térmico.

Vidrio Templado-Laminado

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Otra posibilidad es primero templar el Vidrio para poder proceder a su manufacturación y luego laminarlo. Lo que se pretende conseguir con esta combinación es reunir todas las cualidades que aportan ambos sistemas de tratamiento (mejor resistencia mecánica, mayor seguridad, realización de manufacturas, etc.). Este tipo de tratamiento combinado ofrece más resistencia mecánica y, por lo tanto, resulta más seguro.





Vidrio Recubierto con Capas Metálicas

El recubrimiento se obtiene depositando, sobre una de las superficies del Vidrio, una o varias capas metálicas mediante bombardeo iónico en alto vacío. Este tratamiento se realiza a baja temperatura, por lo que no afecta a la planimetría inicial del vidrio. Estos tipos de Vidrios brindan la posibilidad de tener un gran control sobre la transmisión de luz y de energía, y al mismo tiempo conseguir nuevos aspectos estéticos. En las zonas climáticas en las que el aire acondicionado es necesario, es deseable rechazar buena parte de la energía radiante solar incidente. Los Vidrios con multicapas metálicas son la mejor solución actual para este propósito. También podemos combinar estos recubrimientos con el uso de Vidrios Coloreados en Masa, lo que provoca que el color en reflexión cambie, dándose así un mayor rango de colores y propiedades de protección solar. Una clase especial de Vidrios con capa la constituyen los vidrios de baja emisividad en los que la capa metálica es prácticamente transparente a la radiación solar visible, reflejando en cambio la radiación del espectro infrarrojo. Esta característica permite una reducción importante de la ganancia energética solar, a la vez que mantiene un alto coeficiente de transmisión luminosa.

Vidrio Serigrafiado

En estos Vidrios se depositan, en una de sus caras, esmaltes vitrificables por el sistema de impresión serigráfica. Posteriormente, las lunas serigrafiadas se someten al proceso de templado. En dicha operación el esmalte queda vitrificado formando masa con el Vidrio y adquiriendo las mismas propiedades que el Vidrio Templado normal, excepto su resistencia al choque mecánico, la cual queda condicionada por la cantidad de superficie esmaltada, el espesor de los esmaltes, las dilataciones futuras, etc.

Vidrio con Cámara

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Conjunto formado por dos o más lunas, separadas entre sí por una cámara de aire o algún otro gas deshidratado. La separación entre las lunas la proporciona un perfil de aluminio hueco en cuyo interior se introduce el producto deshidratante. El conjunto permanece totalmente estanco gracias a un sellado que actúa de barrera contra la humedad. El segundo sellante asegura la adherencia entre las dos lunas y la integridad del conjunto. El conjunto presenta un bajo coeficiente de transmisión, lo cual disminuye mucho las pérdidas de calor con respecto los Vidrios monolíticos. Por otra parte, la superficie interior del acristalamiento doble permanece siempre a una temperatura próxima a la de la habitación, aumentando así la sensación de confort para las personas que permanezcan junto a la ventana y disminuyendo también el riesgo de condensaciones superficiales en régimen de invierno.

Vidrio con Doble Acristalamiento TPS

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Es un Doble Acristalamiento de nueva tecnología que mejora las prestaciones del doble acristalamiento convencional, reemplazando el perfil de aluminio separador por un perfil de material termoplástico (TPS). el único que permite actualmente realizar el relleno de la cámara deshidratada con gases de alto peso molecular en combinación con sellados mediante silicona estructural. La formulación del TPS está basada en la combinación de poli-isobutileno, desecantes e inhibidores de ultravioleta. Como gran ventaja añadida se puede destacar que elimina el puente térmico al sustituir el separador metálico. El plástico TPS permite una mayor retención de los gases pesados y el sistema se caracteriza por una distribución más uniforme de la temperatura en toda la superficie de la ventana. Asimismo, mejora el aislamiento acústico y el material es completamente reciclable.

Selección del tipo de Vidrio Adecuado

El proyectista debe considerar los siguientes aspectos:

  • Dimensiones

- Máxima y mínima posible. - Cálculo de espesores del acristalado según teoría de placas de Timoshenko.

  • Aspecto

- Reflexión luminosa. Color e intensidad en reflexión: vidrios parsoles, vidrios de capa superficial y vidrios serigrafiados.

  • Iluminación

- Transmisión luminosa. Color e intensidad en transmisión: Parsoles, Vidrios de capa superficial y Vidrios Serigrafiados.

  • Seguridad

- Protección de personas y bienes: Vidrios Laminados y Vidrios Templados.

  • Confort

- Temperatura de la cara interior (control de condensaciones): Vidrio con Cámara y Vidrios de Baja Emisividad. - Atenuación acústica y protección ultravioleta: Vidrios Laminados.

  • Ahorro Energético

- Factor solar: Vidrios Parsoles, Vidrios de Capa Superficial y Vidrios Serigrafiados. - Coeficiente de transmisión térmica: Vidrios con Cámara y Vidrios de Baja Emisividad.

Consideraciones para el Cálculo del Espesor del Vidrio

El Espesor del Vidrio tiene que ser suficiente para soportar adecuadamente la carga prevista y controlar la flecha de la luna durante la aplicación de dicha carga. Generalmente el cálculo de espesor del vidrio se realiza mediante la formulación de la teoría de flexión pura de placas de Timoshenko.

Los datos previos necesarios para poder determinar el espesor del Vidrio son los siguientes:

- Tipo de vidrio que se desea emplear - Emplazamiento, es decir, situación geográfica del edificio:altura, situación climática, exposición al viento, etc. - Prestaciones técnicas - Tipo de enlace: • Placa apoyada en los 4 lados • Placa apoyada en dos lados opuestos • Placa encastrada en un lado • Placa anclada puntualmente - Ángulo de la fachada - Necesidad de mecanizados posteriores - Tipología de la fachada y la ventana

El cálculo analítico del espesor del Vidrio es un procedimiento que debe ser determinado por el fabricante.

Propiedades Ópticas y Energéticas del Vidrio

Un Vidrio se aprecia por su máxima transparencia, aunque en ningún caso ésta llega a ser total. Parte de la energía es reflejada y parte absorbida por el propio acristalamiento. Es necesario por tanto a la hora de cualificar un Vidrio conocer los siguientes parámetros:

  • Factor de transmisión luminosa: cociente entre el flujo de radiación visible transmitida al atravesar el Vidrio y la radiación visible incidente.
  • Factor de reflexión luminosa: cociente entre el flujo luminoso reflejado y el flujo luminoso incidente sobre el vidrio

medido para una incidencia luminosa casi normal al plano del Vidrio.

  • Transmisión de energía directa: porcentaje de la energía solar que atraviesa el Vidrio en relación con la energía solar

incidente.

  • Absorción energética: parte del flujo de la energía solar incidente que resulta absorbida por el Vidrio.
  • Factor de transmisión total de la energía solar o Factor Solar: cociente entre la energía total que pasa a través de un

acristalamiento y la energía solar incidente.

  • Coeficiente de transmisión térmica: parámetro que determina si es o no un buen aislante (un valor pequeño indica que

es buen aislante térmico). Dicho coeficiente depende de las características intrínsecas del material, de su espesor, de la existencia de cámara de aire, así como del tratamiento superficial del vidrio. La simbología que utiliza el Código Técnico de la Edificación es UH,V y en el Sistema Internacional de Unidades (S.I.) se expresa en W/m2K.

Puesta en Obra

La Puesta en Obra de los productos vítreos viene definida y regularizada según la norma UNE 85222:1985 “Ventanas, Acristalamiento y métodos de montaje”. Esta norma fija las medidas y holguras necesarias, especifica también las características y el método a utilizar para el correcto acristalamiento, así como el acuñado del acristalamiento que asegure una posición correcta del mismo. Todo ello con el fin de garantizar la estanquidad entre el material de acristalamiento y la perfilería.


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