Les finestres tenen un paper molt important en el funcionament tèrmic i confort lumínic dels edificis. Són elements de captació solar directa, de ventilació natural, i d’entrada de llum natural, elements vitals per la bona salut de les persones.

Deixen passar el calor molt mes fàcilment i tenen pèrdues mes importants que la part opaca de la pell exterior. Son una discontinuïtat, un pont tèrmic important i per tant la superfície, forma, situació (que dependrà del clima i de l’ús de l’edifici) i coeficient global de transmissió de calor (vidre i marc) s’ha de controlar.

Dimensions

La situació en façanes sud +- 15 es l’òptima per a captació solar directa o semidirecta (finestres, galeries, col·lectors, etc.) garantint l’asolellament fins el migdia i amb protecció solar per evitar sobrescalfament durant l’estiu. A la façana nord les obertures han de ser petites. A les façanes est i oest cal tenir molta cura de les proteccions solars. A la coberta, evitar les claraboies i lluernaris sense protegir.

En general i segons el tipus de clima, es poden establir aquests criteris:

• Obertures petites i ben protegides de la radiació solar en climes extrems. En el cas dels climes calorosos i secs per protegir-se del vent i en el cas dels climes freds per protegir-se de les baixes temperatures.
• Obertures grans que permetin la ventilació de l’edifici en els climes càlids i humits.
• Als climes temperats, com el nostre, el disseny és més complex per donar resposta a la ventilació natural sense grans guanys ni pèrdues solars.

Una obertura exposada al fred, ha de controlar les dimensions, i ha de tenir aïllaments mòbils (a l’hivern per les nits) i evitar les infiltracions. En cas d’estar exposada al sol, cal proteccions solars contra la radiació directa (ràfec, porxos,  )i també respecte de la radiació difosa i reflectida mitjançant persianes. Tot això permeten a l’hora la ventilació natural.

Les solucions de murs i cobertes transparents, també d’hivernacles i galeries són recomanables en climes freds, com a espais “tampó” entre l’interior i l’exterior, no pas en climes càlids i temperats com el nostre, a on es poden tenir sobrescalfaments a l’estiu per l’efecte hivernacle. Caldrà preveure sistemes (tipus persianes, vidres foscos o reflectants, tendals, ombracles) per controlar les pèrdues tèrmiques a l’hivern, les condensacions a la coberta o el sobrescalfament a l’estiu i la ventilació.

Estanqueïtat

L’estanqueïtat dels habitatges a infiltracions d’aire es una norma bàsica per a estalvi energètic durant l’hivern, ja que aquest l’aire porta una quantitat de calor que es perd que haurà de ser aportada de nou pels sistemes de calefacció de l’edifici. Està calculat que les pèrdues de calefacció per ventilació d’un habitatge ben aïllat està entre el 30 al 40%. (sigui del tipus voluntària, de renovació natural de l’aire o per infiltracions de les obertures).

Però una estanqueitat excessiva limita les renovacions d’aire i perjudica la qualitat ambiental de l’aire interior, s’acumula la quantitat de CO2 derivat de la respiració humana, l’ humitat interior (risc de condensacions), la concentració de partícules i compostos volàtils, etc.

Proteccions solars

Les proteccions solars de les obertures són imprescindibles per controlar la captació solar directa durant tol l’any però especialment a l’estiu evitant el sobrescalfament. Hi ha dos grans sistemes que acompanyen a les obertures els fixes i els mòbils. També es poden considerar els elements externs a l’edifici tipus vegetació que modifiquen el microclima immediat millorant-lo.

Als climes temperats com els nostres, en que són molt variables les condicions climàtiques al llarg de l’any, s’han de incorporar a la façanes els elements necessaris per adaptar-se al grau d’assolellament, ventilació o aïllament.

A l’hivern es busca una protecció dels efectes de la llum (enlluernament..) i no del calor, i per tant és adequat col·locar els elements de control solar a la cara interior del vidre. Al contrari que a l’estiu que es vol protegir del calor i per tant s’ha de col·locar a la cara exterior del vidre i millor separat per tenir un entorn immediat més fresc.

És convenient una combinació adequada de proteccions solars fixes i mòbils, especialment si la gestió de l’usuari és la correcta o hi ha sistemes de control domotics.

En aquest sentit, les proteccions fixes (tipus voladís, porxos ) són adequades en orientacions sud. En orientacions est i oest proteccions verticals tipus pantalles.

Les proteccions mòbils exteriors (tendals, persianes, porticons, ombracles, etc.), són adequades en orientacions sud i en orientacions est i oest (persianes amb lames orientables verticals).

El dimensionament de les proteccions solars fixes depenen de l’orientació de la finestra considerada (i també de la latitud).

Per a determinar l’ombra d’un voladís s’utilitza la metodologia (ASHRAE Fundamentals, 1993) que defineix el factor de línia d’ombra, FLS a la relació entre d i p (FLS=d/p) a on:

• p és la fondària del voladís mesurada en horitzontal des de la superfície en la que es troba la finestra,
• d és la llargada vertical entre l’horitzontal del voladís i la linea d’ombra que s’agafa com a mitjana pel càlcul de les ombres,