11º Simpovidro Abravidro - Palestra de Fernando Simon Westphal (pela Cebrace) - "Vidros de alto desempenho e eficiência energética em edificações"

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 [email protected]

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.


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








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


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 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



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



Comparativo: PAF 40% Rio de Janeiro

Vidro Verde

Vidro Controle Solar

Vidro Duplo




Economia no A.C. R$ 462 mil

Economia de energia R$ 69 mil / ano


Economia no A.C. R$ 1.260 mil



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


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


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

UFSC

Prof. Fernando Simon Westphal, Dr. Eng. Chefe do Departamento de Arquitetura e Urbanismo

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