A especificação correta do tipo de vidro e do isolamento térmico do entorno das edificações, trazem conforto térmico e acústico
24/09/2010
Impulsionado pelo crescente consumo energético em edificações e pela Política Nacional de Conservação e Uso Racional de Energia, o governo brasileiro regulamentou a adoção de medidas visando utilização eficiente de recursos. Para tanto, os níveis máximos de consumo de energia ou mínimos de eficiência energética de edificações construídas no país passaram a ser estabelecidos com base em indicadores técnicos e regulamentação específica. Os edifícios comerciais, de serviços e públicos tiveram seu Regulamento Técnico da Qualidade do Nível de Eficiência Energética (RTQ-C) aprovado em junho de 2009. A regulamentação do Procel foi aprovada através da Portaria n.º 163, de 08 de junho de 2009, do Inmetro. Ou seja, o processo de certificação de edificações brasileira passou a ser de responsabilidade daquele órgão.
O RTQ-C baseia-se na avaliação de três requisitos principais: o desempenho térmico da envoltória do edifício; a eficiência e potência instalada do sistema de iluminação; e a eficiência do sistema de condicionamento do ar. O consumo de energia em edificações está relacionado aos ganhos ou perdas de calor pela envoltória da edificação que, associados à carga interna gerada pela ocupação, pelo uso de equipamentos e pela iluminação artificial, resultam no consumo dos sistemas de condicionamento de ar, além dos próprios sistemas de iluminação e equipamentos. O que identifica a envoltória de uma edificação são as características externas, como área de janelas, tipo de vidro, existência e dimensões de proteções solares, dimensões da edificação – proporção das menores fachadas em relação às maiores, número de pavimentos e forma, isolamento térmico e zoneamento bioclimático.
“No que diz respeito a envoltória das edificações, há vários estudos feitos por organizações e associações, principalmente quando falamos de consumo energético, preservação do meio ambiente e de seus recursos. Aqui no Brasil utilizamos como parâmetros a regulamentação criada pelo Ministério de Minas e Energia que faz uso do selo Procel-Inmetro, para a eficiência energética nas edificações, para projetos que visam performance em seus sistemas operacionais. A ferramenta é um parâmetro analisado a partir de sua eficiência e performance integrado ao edifício como um todo. Temos também finalizada a certificação de Prédios Verdes, a partir da certificação LEED, que possui um item relacionado a envoltória. Assim, o correto dimensionamento e especificação de produtos são determinantes no que diz respeito aos níveis de desempenho exigidos em certificações como o LEED ou o Procel Inmetro”, informa o engenheiro Remy Dufrayer Oliveira Neto, gerente para produtos de Construção Civil da Pilkington.
Condições geoclimáticas
Como alternativa para a redução da carga térmica, um projeto adequado para a envoltória da edificação, como o uso de proteções solares e isolamento térmico, controle da área de vidro na fachada, adaptação da massa da estrutura, uso de iluminação natural, e tecnologias de resfriamento passivo, podem ajudar a manter a edificação na zona de conforto (ambientes não condicionados) ou a reduzir a carga de resfriamento (usando ar condicionado).
Quanto ao projeto de climatização, Francisco Dantas, diretor e consultor da Interplan – Planejamento Térmico Integrado, de Recife (PE), cita a tecnologia aplicada no Shopping Difusora, localizado em Caruaru, no Agreste Setentrional de Pernambuco. Neste projeto foi utilizado o ciclo economizador.
“O sistema tem como objetivo, além de reduzir o consumo energético, promover cuidados no tratamento do ar interior. Quando pensamos o projeto, consideramos primeiramente o clima local, que é de moderado a seco no verão e quase nunca ultrapassa os 31°C, além de uma umidade correspondente a 45% ou menos”, afirma Dantas.
De fato Caruaru se diferencia da imagem geral que se tem do agreste nordestino. As noites da cidade costumam ser amenas. Atingem, em média, 19°C no verão, e 16°C no inverno. Essas condições geoclimáticas foram decisivas para o uso do ciclo economizador.
“Em linhas gerais, podemos dizer que a idéia deste sistema é produzir o resfriamento natural em várias horas do dia e, praticamente, todas as noites. Dessa forma, obtém-se armazenamento de energia frigorífica na massa da edificação, através do emprego do mesmo ciclo, proporcionando o fornecimento, no dia seguinte, do frio armazenado. É feito um monitoramento, e sempre que a condição climática externa apresentar vantagem em captar ar externo para substituir o ar de recirculação do processo tradicional, o ciclo economizador entra em ação. Esse sistema evita o uso de ventiladores de retorno e aproveita 100% do ar que passar pela abertura automática da porta de entrada do mall. Isso vale também para os acessos do estacionamento.
“O ciclo adiciona à unidade tradicional de tratamento de ar um ventilador e três comportas automáticas coordenadas, que expurgam o ar do ambiente, podem captar 100% de ar externo ou fazer uma mistura de retorno com o ar externo. O modelo de ciclo economizador utilizado no Shopping é simplificado. Não é usado ventilador de retorno; a limpeza do ar é através de uma abertura automática da porta de acesso do estabelecimento a partir do estacionamento. Uma comporta automática faz a comunicação entre o módulo ventilador das unidades de tratamento de ar de recirculação com o do ar exterior, passando a operar com 100% de ar externo e mantendo a serpentina livre do fluxo de ar. Ao todo, foram instaladas 12 unidades de ciclos economizadores. Outro ponto foi a escolha do vidro que ocupa toda a fachada principal do Difusora. Mantendo o calor do lado de fora, impedindo a passagem dos raios ultravioletas, essas ações fizeram toda diferença no Shopping e prevê uma redução do uso de energia em cerca de 30% ao ano”, revela Dantas.
Dantas acrescenta ainda que para Regiões com latitudes Sul e num país como o Brasil, onde 80% da sua geografia está dentro dos trópicos, possuindo um clima tropical, que se caracteriza por verão intenso e inverno com condições climáticas moderadas, com exceção do Sul, é necessário cargas de resfriamento muito maiores e cargas de calefação mais leves e menores, principalmente quando se trata do Rio de Janeiro, Norte, Nordeste e Centro-Oeste.
“Neste caso, os vidros indicados para essas regiões são aqueles que possuem baixa emissividade, chamados Low-e, e vidros com baixo ganho solar. Isto significa que eles são apropriados para filtrar e não permitir a passagem de fora para dentro do ambiente dos raios infravermelhos. Estes raios infravermelhos representam a metade da carga térmica do feixe solar, com comprimentos de onda de 0,8 micron até 2.1. Uma vez filtrados através destes vidros, traz vantagens como impedir a passagem de cargas que não resultem em iluminação, e permitir a passagem de raios visíveis para iluminação da edificação, sem a necessidade de luz artificial através de um sistema elétrico”.
Dantas alerta que é necessário tomar muito cuidado ao especificar um determinado tipo de vidro e examinando caso a caso, pois podem chegar a absorver 60ºC de temperatura e mesmo que haja um sistema de insuflação de ar condicionado no ambiente interno operando com condições de temperaturas ideais, a onda térmica que vem do vidro e passa para o ambiente provoca um desconforto muito grande nas pessoas.
“É preciso, portanto, evitar temperaturas radiantes altas e isso se caracteriza por meio dos vidros absorventes, pois aquece a face externa e interna do vidro, irradiando calor para dentro da zona de ocupação e não é retirado pelo sistema de climatização porque é uma onda que não pode ser retida por corpos transparentes”, diz Dantas.
Ele explica que o vidro possui um coeficiente de eficácia, onde no numerador tem-se o fator de sombreamento. Por exemplo, um vidro que possui um fator de sombreamento 0,20 indica que, mesmo este vidro estando 100% ao sol, possui 80% de fator de sombreamento e 20% da luz solar.
Especificação correta e potencial de redução: vidros e isolantes
Além da estética, a especificação correta do tipo de vidro e do isolamento térmico do entorno das edificações, podem trazer o conforto térmico e acústico. Normalmente, os fabricantes têm o direcionamento e as características de cada produto. “Somado a esse direcionamento, cruzamos a necessidade da construção com a indicação do produto e a solução versus os parâmetros normativos que as normas brasileiras exigem”, diz o engenheiro da Pilkington. Segundo ele, a localização é um fator primordial. “No Brasil, o vidro é muito utilizado, principalmente porque a construção civil evoluiu verticalmente. Cada vez mais os edifícios estão mais altos e mais pesados. Na busca incessante por mais andares, a engenharia precisou desenvolver e escolher sistemas construtivos cada vez mais leves. E sabemos que o vidro é uma solução por ser segura e pesar infinitamente menos que a alvenaria. Do contrário, as fundações teriam de ser extremamente robustas e isso deixaria os projetos mais caros. O vidro é um sistema de fechamento mais leve, resistente e eficaz, além de possuir um grande apelo estético. Contudo, o aumento da área envidraçada pode tornar a parte interna mais quente. Assim, tornou-se necessário o desenvolvimento e uso de vidros de controle solar e agora com altos níveis de seletividade”, informa Oliveira Neto.
Ele lista alguns critérios básicos para a especificação correta do tipo de vidro: A utilização do edifício e sua posição geográfica; a orientação das fachadas, latitude e longitude devem ser consideradas e são critérios arquitetônicos que ajudarão na escolha do vidro, assim como os parâmetros de conforto térmico e acústico; as exigências de segurança e normativas; orçamentários, e a estética.
O vidro atua de duas maneiras básicas na redução da transmissão de calor. A primeira, e mais importante no caso de países de clima tropical como o Brasil, é barrando os raios solares. Os vidros podem barrar esses raios tanto os refletindo quanto os absorvendo.
“Hoje existem vidros que conseguem refletir apenas os raios responsáveis pelo calor, permitindo a passagem de luz e não deixando o vidro com o aspecto refletivo. A segunda maneira é isolando o ambiente externo do interno, impedindo que haja a transferência do calor do ar externo para o interior do prédio. Esse método é muito utilizado em países frios só que com o efeito inverso, ou seja, ele impede a saída do calor do interior do prédio para o ar externo durante o inverno. Para se utilizar desse efeito o vidro tem que ser aplicado como vidro duplo (duas chapas de vidro separados por uma câmara de ar), com a utilização de vidros duplos, consegue-se melhorar em até 30% o FS (fator solar) responsável pela entrada dos raios solares, ou seja, temos uma diminuição deste valor. O uso de vidros de controle solar é um importante mecanismo de redução de consumo energético. As novas regulamentações do Procel-Inmetro e a busca por certificações como o LEED tornarão ainda mais importante a sua utilização, pois não é possível aliar eficiência energética, estética moderna e conforto do usuário sem a sua utilização”, informa Samuel Abrahão Gadia, consultor técnico da Cebrace.
Segundo ele, todas as edificações que recebem a incidência solar e estão em climas quentes como o do Brasil deveriam se utilizar de vidros de controle solar, pois o seu uso garante um ambiente interno mais ameno, e no caso de edifícios com ar condicionado, garantem a redução do consumo energético.
Gadia acrescenta que para análises mais específicas existem softwares, como o Energy Plus, que permitem a análise do impacto da troca de vidros comuns por vidros de controle solar. Ele consegue analisar tanto o consumo ao longo da vida do edifício quanto a potência do ar condicionado a ser instalado, que é sensivelmente menor no caso de usos de vidros de controle solar.
“Hoje existem disponíveis no mercado brasileiro vidros que conseguem barrar mais de 70% do calor solar incidente, além de isolar termicamente o edifício mais de 5 vezes quando comparado ao vidro comum, tudo isso sem que impeça a transmissão de luz para o ambiente interno. Esses vidros são conhecidos como vidros de controle solar seletivos, pois conseguem refletir ou absorver somente os raios responsáveis pelo calor, permitindo a passagem de até 50% da luz natural incidente (quantidade suficiente para garantir a iluminação natural sem que haja problemas de ofuscamento). Além da economia de energia gerada graças à redução do consumo de energia com iluminação artificial, a entrada da luz natural permite que o ambiente interno fique mais agradável para o usuário do edifício. Outra vantagem é a integração entre o ambiente interno e o externo que esse vidro garante. Essa integração já foi provada que faz com que os usuários do prédio trabalhem e vivam melhor”, diz Gadia.
Ele cita como exemplo das vantagens garantidas pelo uso de um vidro de controle solar seletivo, a Catedral de Brasília (DF), recém re-inaugurada. Nela foi utilizado o vidro de alta seletividade, que garantiu um conforto térmico muito maior do que havia antes da reforma. “Quem teve a oportunidade de conhecê-la antes da reforma sabe que era quase impossível assistir uma missa ao meio-dia. Hoje o ambiente interno está bem mais agradável. Além disso, toda a beleza da Catedral foi mantida, pois o vidro não interferiu na estética”, revela Gadia.
Para Oliveira Neto, os vidros de controle solar são fundamentais para o bom desempenho energético dos edifícios porque eles são capazes de diminuir a temperatura no interior da construção e, ao mesmo tempo, deixam que a luz natural entre no ambiente. Ele diz que a necessidade de selecionar o máximo da luz com o mínimo da entrada de calor, buscou-se vidros que fossem capazes de selecionar, chamados vidros seletivos, tendência do mercado nesse momento. Esse tipo de vidro permite a entrada da luz, mas barra a entrada de raios infravermelhos em diferentes intensidades
“Quanto mais transparente o vidro, maior será a passagem de luz e calor. Um vidro incolor convencional, por exemplo, é excelente para que a luminosidade natural seja totalmente aproveitada. Contudo, também permite grande passagem de energia, em especial os raios solares chamados infravermelhos o que gerará um aquecimento interno. Pense numa estufa, ela certamente poderá ser fabricada com vidros incolores. No outro extremo do vidro incolor em uma edificação está a parede de alvenaria, é eficaz na restrição dos raios e mantém a temperatura interna, entretanto, não deixa nenhuma luz solar atravessar a sua espessura, deixando o ambiente escuro e claustrofóbico. Podemos dizer que a grande maioria das obras de grande porte é feita com vidros de controle solar e por esse motivo não se observa outro tipo de vidro nessas edificações. Estima-se que já tenham sido aplicados mais de cinco milhões de metros quadrados de vidros de controle solar no Brasil”, revela Oliveira Neto.
Ele explica que os vidros seletivos possuem uma finíssima camada aplicada a superfície do vidro que oferece certa permeabilidade aos raios solares. Através da permeabilidade dessa camada ocorre o controle e a seletividade dos raios solares em diferentes níveis. Assim, a seletividade dessas camadas age como um filtro que deixa passar os raios que interessam e barra os que não são interessantes. Para o Brasil, onde existe abundância de raios solares, esse filtro se torna extremamente necessário no que diz respeito a diminuição da carga térmica interna.
Oliveira Neto acrescenta ainda as opções que o mercado oferece para a aplicação de vidros de controle solar como os que oferecem redução de 60% a 80% da energia térmica e com grande redução na entrada da luz natural; redução 60% e 80% da energia térmica, com maior entrada de luz, portanto com maior seletividade; redução de 60% a 84% da energia térmica, com entrada de luz ainda maior; e redução de 20% a 60%, com boa transmissão de luz.
Outro ponto a destacar é que o uso de isolantes térmicos, por exemplo, pode em muitos casos promover a redução da demanda de energia necessária para abastecer a edificação, possibilitando a redução de custo da energia no empreendimento.
De acordo com Eloise Scabia, coordenadora de marketing da Isoeste, o isolamento contribui diretamente com a economia de energia, tanto na aquisição de sistemas de ar condicionado, quanto para a economia de energia mensal, proporcionada pela redução de cargas térmicas na obra. “Na envoltória da edificação, os painéis com isolação influenciam na contribuição para a diminuição da carga térmica no ambiente interno, tanto nas fachadas como na cobertura, e sua aplicação atende indiretamente as exigências das construções verdes, como a diminuição da mão de obra, não gera entulho na obra e material ambientalmente livre de emissões”, opina Eloise. “Há vários tipos de painéis isotérmicos disponíveis no mercado.
Hoje os mais empregados são os painéis em PUR e com núcleo de PIR – poliisocianurato, com certificação FM. Suas medidas já são padronizadas o que facilita sua especificação. Um exemplo de benefício gerado para o usuário com a aplicação de painéis é o Centro de Distribuição do “O Boticário”, localizado em Registro (SP), onde foram instalados 3.000 m2 de painel wall PUR e 7.000m2 de telha térmica para seu fechamento lateral. O cliente tinha a preocupação em manter a temperatura certa para seus produtos (cosméticos) e o fechamento lateral com isolamento térmico é o material ideal para ajudar neste controle. A rapidez na montagem também foi um diferencial, pois a obra foi entregue em tempo recorde”, diz Eloise.
Marcos Pereira Lima, gerente de vendas da Rocktec Isolantes Térmicos, acrescenta que o isolamento tem fator preponderante no conceito de edifícios verdes, e este possibilita uma redução no consumo de energia com a manutenção do nível da temperatura ambiente desejada. Para ele o mesmo conceito de conservação de energia é válido para a envoltória da edificação, onde a boa isolação propicia funcionamento do sistema de refrigeração de uma maneira mais eficaz. “São inúmeros os materiais que podem ser aplicados nas edificações visando o seu isolamento, tais como: mantas e painéis de lã de vidro e/ou lã de rocha, espumas elastoméricas, forros minerais, janelas com vidros duplos entre outros tipos de isolamentos. Pela boa engenharia hoje praticada no Brasil, os quadros técnicos das empresas de projetos estão aptos a especificar a melhor solução para cada caso. Sem dúvida a consciência técnica/ambiental aliada a necessidade de redução de custos, cada vez mais arraigada a nossa sociedade, tem levado a fortalecer o conceito da aplicação dos isolantes térmicos”, finaliza Lima.
Desempenho energético de edificações
Para implantação do modelo de Desempenho Energético faz-se indispensável o trabalho de simulação abaixo:
1) Avaliação de dados sobre as edificações e os sistemas de climatização, fornecidas pelo cliente:
a) Edificações:
a.1) Levantamento do projeto arquitetônico;
(1) Ambientes internos;
(2) Edificações.
a.2) Levantamento dos materiais utilizados na envoltória das edificações:
(1) Propriedades térmicas.
a.3) Levantamento de dados sobre os ambientes internos:
(1) Ocupação;
(2) Iluminação;
(3) Equipamentos utilizados exceto os de climatização.
a.4) Levantamento de dados sobre os ambientes externos:
(1) Iluminação;
(2) Equipamentos utilizados.
b) Sistemas de climatização:
b.1) Levantamento do projeto de climatização (Caso Exista);
(1) Características de operação dos equipamentos instalados;
(2) Manuais técnicos dos equipamentos;
(3) Esquema de interligação e controles de operação.
(4) Memorial descritivo do sistema de ar condicionado.
– Modelagem das edificações propostas e “baseline” através de software que avalia o balanço energético de edificações levando-se em conta equipamentos, ocupantes, localização geográfica e as condições climáticas da região. A modelagem será feita conforme projeto.
– Realização de simulações para avaliação da eficiência energética nas edificações.
Uso de vidros de controle solar
– Produto indicado para fachadas (geralmente usado na configuração laminado); –
– Produto de auto-controle da luz e do calor;
– As espessuras mais utilizadas são: 3,4 e 6 mm (podendo somar diferentes espessuras, já que a laminação une duas folhas de vidro);
– A gama de cores é ampla, envolvendo todas as famílias de cores;
– A indicação do tipo de vidro depende muito da altura do prédio, da pressão que a obra sofre (do vento, por exemplo), da dimensão de cada peça, do tipo de fixação, entre outras.
Vidro de controle solar de alta performance
– Produto indicado para fachadas (geralmente usado configuração laminado);
– Produto de alta performance porque consegue barrar o calor e permitir a máxima entrada da luz natural;
– Algumas cores e espessuras;
– A indicação do tipo de vidro depende muito da altura do prédio, da pressão que a obra sofre (do vento, por exemplo), da dimensão de cada peça, do tipo de fixação, entre outras.
Vidro estrutural
É uma forma diferenciada de utilizar o vidro em fachadas. A estrutura é composta por perfis de alumínio anodizado em forma de “U”. Pode ser posicionada na vertical ou horizontal, diretamente no piso, em superfícies curvas ou planas, dispensando o apoio de travessas horizontais e intermediárias;
– Indicado para uso em fachadas e no lugar de paredes (inclusive com possibilidade de proteção solar);
– É translúcido e permite a entrada de luz.
Fonte: rededeconteudounicid.com.br/arquitetura/blog/
Por Ana Paula Basile Pinheiro – Editora da revista Climatização & Refrigeração