Fachadas Ventiladas en Fachadas Ligeras

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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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Actualmente se ha extendido el uso de fachadas acristaladas como revestimiento de otra fachada, con la finalidad de constituir una Fachada de Cámara Ventilada, de renovar el aspecto de un edificio sin renunciar a la visión de su aspecto original o bien de incorporar el efecto TROMBE como mejora bioclimática del edificio. Pero este tipo de fachadas presenta también algunas contrapartidas.

El sistema de fachadas ventiladas ligeras está formado por:

  • Dos muros cortina o
  • Un muro cortina en el exterior y otro tipo de cerramiento en el interior.

Contenido

Ventajas de la fachada ventilada

La fachada ventilada proporciona

  • Mayor protección a la intemperie
  • Optimiza el confort térmico interior gracias a la cámara de aire que queda entre los dos muros.
  • Al ventilar el aire de dicha cámara se reduce la cantidad de energía térmica que llega al interior del edificio.

Este sistema es muy versátil puesto que permite efectuar diferentes tipos de ventilación, y utilizar diversos tipos de materiales en la fachada interior, manteniendo siempre la parte exterior con un aspecto independiente.

Ventilación por convección

La convección natural se produce por “efecto chimenea” a causa del calentamiento del aire de la cámara, evacuando -así, parte de la energía absorbida por los vidrios de la hoja exterior.

La ventilación forzada hace referencia a que se actúa voluntariamente sobre la velocidad de convección del aire dentro -de la cámara, controlando al mismo tiempo el flujo de aire que entra y que sale de la cámara.

A menudo se instala dentro de la cámara de aire ventilada una persiana u otro elemento de protección solar, que permita variar sensiblemente el factor solar, la transmisión luminosa, la temperatura superficial y el coeficiente de transmisión térmica a voluntad, sin tener que variar el vidrio exterior.

La parte interior de la fachada ventilada debe estar constituida por materiales térmicamente aislantes y materiales acústicamente absorbentes.

En el caso de fachadas ventiladas doblemente vidriadas es conveniente también colocar cortinas de protección en el interior de la cámara para reducir el máximo posible la cantidad de energía solar incidente en la segunda fachada.

Es habitual utilizar en este tipo de fachadas vidrios del tipo semirreflectantes, coloreados o serigrafiados para la piel exterior, pudiendo jugar con distintos tonos, para así aportar una óptima transmisión luminosa y un buen reflejo de imagen. Para la piel interior se prefiere un doble acristalamiento, proporcionando al interior del edificio un buen aislamiento acústico y térmico.

Análisis Energético de la Fachada Ventilada

Para reducir la cantidad de energía consumida en la climatización artificial del edificio y aumentar el confort térmico interior del edificio es necesario estudiar y optimizar el diseño de la fachada ventilada, utilizando para ello las más novedosas herramientas de análisis de cálculo numérico.

Hay ya programas informáticos disponibles en el mercado que calculan los flujos de intercambio de energía en la fachada ventilada, teniendo en cuenta tanto el flujo térmico vertical como el horizontal.

Para analizar adecuadamente dichos flujos se necesita introducir en el programa de simulación una serie de datos o “inputs” a tener en cuenta:

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Tipologías

Las tipologías de fachada ventilada hasta ahora más estudiadas, en condiciones estándar, son las siguientes:

Casos con ventilación de la cámara:

  • Caso estándar, alternando en la hoja exterior zonas opacas y zonas vidriadas.
  • Caso estándar, pero con toda la superficie de la hoja exterior de la fachada acristalada.
  • Caso estándar, con una cortina solar en la cámara, ensombreciendo la mitad del área de la superficie de la hoja interior.
  • Caso estándar, con un 50% de zona opaca en la hoja interior.
  • Caso estándar, con un 50% de la hoja interior con paneles tipo TIM* (Transparent Isolation Materials).

Casos sin ventilación de la cámara:

  • Caso estándar, con la cámara cerrada.
  • Fachada convencional (sin cámara de aire) formada totalmente por un doble acristalamiento: un vidrio monolítico

semirreflectante en el exterior y un vidrio aislante en el interior.

  • Fachada convencional (sin cámara de aire) fomada por ventanas y zonas opacas. La ventana presenta un doble

acristalamiento.

  • Fachada convencional (sin cámara de aire) formada por zonas opacas formadas por paneles tipo TIM y zonas de

ventana.

  • Fachada convencional (sin cámara de aire), formada por una zona con paneles tipo PCM (Phase Change Materials)

y zonas de ventana.

TIM (Transparent Isolation Materials): se trata de un panel fomado por una lámina de un material aislante transparente, situado entre dos lunas de vidrio de 4mm, obteniendo el conjunto las siguientes características:

  • Factor de transmisión τ = 0.85
  • Absorbencia α = 0.08
  • Emisividad ε = 0.84
  • Conductividad térmica λ = 0.1 W/m2k

PCM (Phase Change Materials): se trata de un panel formado por una lámina de un material ensamblado entre dos planchas de acero pintadas de negro. Esta lámina tiene unos 0,05 m de espesor y está formada por un material que tiene las características siguientes:

  • Densidad σ = 608 kg/m3
  • Calor específico Cp = 1426 J/Kgk
  • Conductividad térmica λ = 0.22 W/mk
  • Calor latente L = 0.9
  • Temperatura de fusión Tm = 19.5ºC

Así, el PCM, obtiene el conjunto de las siguientes características:

  • Densidad σ = 7900 kg/m3
  • Calor específico Cp = 477 J/Kgk
  • Conductividad térmica λ = 14.9 W/mk
  • Emisividad ε = 0.9

Este tipo de paneles PCM se utilizan para acumular energía en el canal de forma pasiva. Del estudio de los diferentes casos realizados hasta ahora se concluye que, ante todo, la elección del tipo de vidrio exterior es fundamental, pero aún así puede perfeccionarse el resultado inicial obtenido combinando zonas opacas, añadiendo cámaras ventiladas o bien insertando paneles tipo TIM o PCM.

Fachadas Ventiladas vs. Fachadas Respirantes

A parte de las tipologías de fachada ventilada anteriormente citadas, según el método y material utilizado en su construcción, también se puede distinguir entre fachadas ventiladas o fachadas respirantes en función del sistema de acondicionamiento del aire de la cámara interior.

Fachadas respirantes

Se llaman fachadas respirantes aquellas que se caracterizan por estar constituidas por una cámara de aire de dimensiones muy restringidas, de manera que sólo existe una membrana que iguala la presión de vapor exterior e interior de la cámara con el fin de evitar así condensaciones en su interior.

La principal ventaja es que no se requiere mantenimiento en el interior de la cámara de aire.

Fachadas ventiladas

En cambio, las fachadas ventiladas convencionales tienen una cámara de aire totalmente comunicada con el exterior, pordonde penetra polvo, humedad, viento, etc. por todo lo cual requieren un mayor mantenimiento de dicha cámara.

Sin embargo, cabe decir, a favor de las fachadas ventiladas convencionales, que se consiguen mayores ventajas térmicas tanto en régimen de verano como de invierno.

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