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VIDROS DE ALTO DESEMPENHO E EFICIÊNCIA ENERGÉTICA EM EDIFICAÇÕES
UFSC
Prof. Fernando Simon Westphal, Dr. Eng. Chefe do Departamento de Arquitetura e Urbanismo
Universidade Federal de Santa Catarina fernandosw@arq.ufsc.br
Evolução do uso de vidro em fachadas
1929 - 1960
Evolução do uso de vidro em fachadas
1968 - 2013
Principais fatores: Velocidade na construção Facilidade de manutenção Estética Desempenho
Podemos utilizar fachadas envidraçadas no Brasil?
Podemos utilizar fachadas envidraçadas no Brasil?
“Apesar de, ao menos no campo acadêmico, ter-se a certeza que as fachadas
seladas de vidro não serem uma solução cabível para edifícios de escritórios, há
uma forte tendência de proliferação desse tipo de edificação na cidade.” (Sampaio e Borges, 2007 – FAUUSP)
Será que o “campo acadêmico” está acompanhando a evolução da indústria? O que é uma “solução cabível”? Seria aquela que se prolifera facilmente?
Precisamos capacitar o mercado em novas tecnologias
Métodos de cálculo de carga térmica antigos não consideravam ganhos e perdas simultâneos.
Década de 70
Década de 90
Curva de carga térmica de um escritório típico, calculada por diferentes métodos
DESEMPENHO ENERGÉTICO
ESTÉTICA
x LUZ CALOR
COR REFLEXÃO
E TRANSM.
Especificação de vidros de fachadas
Vidros de Proteção Solar
Possuem tratamento superficial que filtram a radiação solar
Transmissão e reflexão diferenciadas em relação a luz e ao calor
Garantem maior aproveitamento da luz natural
Torna-se possível maior transparência e menor reflexão
Menor ganho de calor por radiação
Possibilidade de maior área envidraçada nas fachadas
Cada projeto exige uma solução diferente
http://www.siaa.arq.br
Edifício SAP Labs – São Leopoldo (RS)
Campus universitário
Edifício Jatobá – São Paulo (SP)
São Paulo: próximo a Marginal Pinheiros
© Aflalo e Gasperini
As características principais de um edifício são definidas pelo seu entorno.
As características principais de um edifício são definidas pelo seu entorno.
http://www.siaa.arq.br
Edifício SAP Labs – São Leopoldo (RS)
Vidro claro Brises
Ventilação natural
Edifício Jatobá – São Paulo
Vidro refletivo Controle solar
Ar-condicionado
© Aflalo e Gasperini
Ambiente propício a estratégias passivas
Sem ruído Ar puro
Sem limites de forma Prédio mono-usuário
http://www.siaa.arq.br
http://www.siaa.arq.br
http://www.siaa.arq.br
http://www.siaa.arq.br
http://www.siaa.arq.br
http://www.siaa.arq.br
http://www.siaa.arq.br
Ambiente urbano exige estratégias ativas
Ruído Poluição
Limites de aproveitamento Prédio multi-usuário
Avaliar o desempenho da edificação frente ao clima
34.8%
24.5%
10.3%
9.9%
6.7%
4.2%
3.9%
3.4%
1.2%
0.8%
0.4%
0.0%
0.0%
0.0%
5.0%
10.0
%
15.0
%
20.0
%
25.0
%
30.0
%
35.0
%
40.0
%
Equip. Escritório
Ilum. Interna
Chillers
Bombas (CAG)
Exaustão sanitários
Fan-coils
Elevadores/escadas
Ventilação - ar exterior
Bombas - água e esgoto
UPS
Torres resfriamento
Aquecimento
Ilum. Externa
Uso final de energia elétrica de um edifício de escritórios em São Paulo
Ar-condicionado 28,2%
Na condição de projeto do ar-condicionado
Temp. ext. = 32 °C
24 °C
24 °C
Fluxo de calor
Mas ao longo do ano? Quando está frio?
24 °C
24 °C Temp. ext. = 18 °C
Fluxo de calor?
0
5
10
15
20
25
30
35
40
jan fev mar abr maio jun jul ago set out nov dez
TBS
exte
rna
(°C)
Hora
Temperatura Externa - São Paulo - Congonhas
Clima de São Paulo: Temperatura do Ar
13%
27%
30%
21%
8%
0%
5%
10%
15%
20%
25%
30%
35%
< 16 16--|20 20--|24 24--|28 >28
Freq
üênc
ia d
e oc
orrê
ncia
Faixa de Temperatura (°C)
Apenas em horário comercial, das 8h às 20h
Clima de São Paulo: Umidade Relativa
Apenas em horário comercial, das 8h às 20h
15% 15%19% 20% 21%
10%
0%
10%
20%
30%
40%
50%
< 50% 50-60% 60-70% 70-80% 80-90% > 90%
Freq
uênc
ia
Faixa de UR
Clima de São Paulo: Umidade Relativa
Apenas em horário comercial, das 8h às 20h
Apenas 13 % das horas do período comercial registram
temperatura abaixo de 25oC e umidade relativa abaixo de 60%
Apenas 1 % das horas do período
comercial registram temperatura abaixo de 18oC e umidade
relativa abaixo de 60%
0
10000
20000
30000
40000
50000
60000
70000
jan fev mar abr mai jun jul ago set out nov dez
{ / }
São Paulo Nova York
Luminância do céu
2,5 x
PAF = 60%
Spandrel Glass
2007
Nem toda fachada de vidro é 100% transparente
PERCENTUAL DE ABERTURA é somente aquele que permite a
passagem de luz
1929
PAF = 20%
Nem toda fachada de vidro é 100% transparente
PERCENTUAL DE ABERTURA é somente aquele que permite a
passagem de luz
Calcular a economia
1.00
1.33
1.67
2.00
1.00 1.02 1.03 1.05
0.00
0.50
1.00
1.50
2.00
2.50
PAF = 30% PAF = 40% PAF = 50% PAF = 60%
Área de janela (m²)
Consumo de energia (kWh)
Aumento na área de janela X Aumento no consumo de energia
Ar-condicionado de alta eficiência
Vidros de alto desempenho
Possibilidade de fachadas mais transparentes
200% de aumento na área de janela
5% de aumento no consumo de energia
Fator Solar de vidros
Radiação transmitida diretamente
Radiação absorvida
Radiação reemitida
Fator Solar
Parcela da radiação solar que atravessa o vidro na forma de calor
Fator Solar = Ganho de calor
Vidro incolor 3 mm Vidro verde 3 mm
Vidro de proteção solar
87% 62% <40%
22 dez 16h Oeste 700 W/m²
Vidro incolor 610 W/m²
Vidro com Fator Solar 30%
210 W/m²
Calor equivalente a 6 lâmpadas de 100W
Calor equivalente a 2 lâmpadas de 100W
Fator Solar: Comparativo de Ganho de Calor
Comparativo: PAF 40% São Paulo
Consumo: 5400 MWh Ar Condicionado: 1084 TR
Consumo: 5239 MWh Ar Condicionado: 995 TR
Consumo: 5137 MWh Ar Condicionado: 875 TR
Vidro Verde
Vidro Controle Solar
Vidro Duplo
Economia no A.C. R$ 534 mil
Economia de energia R$ 56 mil
Economia por m² de vidro R$ 83 + R$ 9/ano
Economia no A.C. R$ 1.254 mil
Economia de energia R$ 92 mil
Economia por m² de vidro R$ 195 + R$ 14/ano
Comparativo: PAF 40% Rio de Janeiro
Vidro Verde
Vidro Controle Solar
Vidro Duplo
Consumo: 6124 MWh Ar Condicionado: 1228 TR
Consumo: 5927 MWh Ar Condicionado: 1151 TR
Consumo: 5814 MWh Ar Condicionado: 1018 TR
Economia no A.C. R$ 462 mil
Economia de energia R$ 69 mil / ano
Economia por m² de vidro R$ 72 + R$ 11/ano
Economia no A.C. R$ 1.260 mil
Economia de energia R$ 108 mil
Economia por m² de vidro R$ 197 + R$ 17/ano
Educar, treinar, capacitar... convencer
Como você faria uma fachada de um edifício de escritórios na Av. Beira Mar Norte, em Florianópolis, pensando alcançar um bom conforto térmico e baixo consumo de energia com ar-condicionado e iluminação?
Atividades importantes em andamento
Etiqueta Brasileira de Desempenho Térmico de Esquadrias NBR 10821-4
Características principais: Ranking de desempenho de A a E
Classificação em 3 diferentes climas
Informações básicas sobre o produto
Avaliação da esquadria completa
Área de vidro (%): 0,80
Uf (W/m².K): 8,00
SHGCg (adim.): 0,87
Ug (W/m².K): 5,80
Tvg (adim.): 0,90
Vidro: Incolor 3 mm Perfil: alumínio
NBR 10821 Parte 4
Área de vidro (%): 0,80
Uf (W/m².K): 3,00
SHGCg (adim.): 0,42
Ug (W/m².K): 5,80
Tvg (adim.): 0,42
Vidro: Habitat Neutro Verde 6mm Perfil: PVC
NBR 10821 Parte 4
Área de vidro (%): 0,80
Uf (W/m².K): 3,00
SHGCg (adim.): 0,23
Ug (W/m².K): 5,80
Tvg (adim.): 0,14
Vidro: Habitat Refletivo Cinza 6mm Perfil: PVC
NBR 10821 Parte 4
Etiquetagem PROCEL/INMETRO
Suporte no ajuste dos métodos de avaliação. Informação técnica.
Testes.
Considerações finais
• A indústria oferece produtos de alta tecnologia
• Cada projeto e clima exigirá uma solução diferente
• Talvez o consumidor final ainda não tenha percebido a evolução
• Torna-se necessário: educar, ensinar, capacitar
• Existem ferramentas que permitem explorar o diferencial de cada produto
Sim, é possível executar fachadas envidraçadas no Brasil em edifícios com alto desempenho térmico
VIDROS DE ALTO DESEMPENHO E EFICIÊNCIA ENERGÉTICA EM EDIFICAÇÕES
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Prof. Fernando Simon Westphal, Dr. Eng. Chefe do Departamento de Arquitetura e Urbanismo
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