Vidros de controle solar

Transcrição

1 Vidros de controle solar ARQ5658 Eficiência Energética e Sustentabilidade em Edificações Prof. Fernando Simon Westphal fernandosw@arq.ufsc.br 1

2 PROPRIEDADES IMPORTANTES FATOR SOLAR E RESISTÊNCIA TÉRMICA 2

3 Fator solar do vidro TRASMISSÃO ABSORÇÃO REFLEXÃO 3

4 Fator solar do vidro FATOR SOLAR TRANSMISSÃO + ABSORÇÃO irradiada para o interior 4

5 Fator solar do vidro Vidro incolor 6mm Fator Solar 82% 5

6 Fator solar do vidro duplo Vidro incolor 6mm Duplo Fator Solar 76% 6

7 Fator solar do vidro duplo O Fator Solar também é apresentado conforme a norma norte-americana: Vidro incolor 6mm Duplo Fator Solar 76% SHGC = Solar Heat Gain Coefficient 7

8 Fluxo de calor pelo vidro 24 C 32 C 8

9 Fluxo de calor pelo vidro monolítico vidro Ar interno Ar externo fluxo de calor 24 C 32 C Um vidro apenas oferece pouca resistência ao fluxo de calor 9

10 Fluxo de calor pelo vidro duplo Vidro 2 Ar Vidro 1 A câmara de ar oferece boa resistência ao fluxo de calor 10

11 Fluxo de calor através de um vidro insulado INT. EXT. 11

12 Resistência térmica Alvenaria Vidro simples Vidro duplo 0,40 m².k/w 0,20 m².k/w 0,35 m².k/w 12

13 Radiação solar UV 2% Visível 49% Infravermelho 49% 13

14 Radiação solar 14

15 Radiação solar: analogia com areia... Diversos comprimentos de onda Diversos tamanhos de grão 15

16 Radiação solar: analogia com areia... Diversos comprimentos de onda Diversos tamanhos de grão Filtro = vidro Filtro = peneira 16

17 Propriedades ópticas importantes Transmissão energética (ou solar) Calor Luz Emissão ondas longas Reflexão solar (frente) Reflexão solar (verso) Absorção Transmissão visível (ou luminosa) Reflexão visível (frente) Reflexão visível (verso) Absorção Emissividade (frente) Emissividade (verso) 17

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24 Vidros coloridos X Vidros Low-E 24

25 Vidros Low-e -Superfície metalizada (coating) de baixa emissividade -Diminui a emissão de calor por radiação -Geralmente utilizado com câmara de ar para proteção do coating 25

26 Vidros Low-e -Superfície metalizada (coating) de baixa emissividade -Diminui a emissão de calor por radiação -Geralmente utilizado com câmara de ar para proteção do coating Low-e Radiação onda longa exterior ar interior 26

27 Vidros Low-e -Superfície metalizada (coating) de baixa emissividade -Diminui a emissão de calor por radiação -Geralmente utilizado com câmara de ar para proteção do coating Low-e Low-e Radiação onda longa Radiação onda curta exterior ar interior exterior ar interior 27

28 Vidros Low-E em clima frio 28

29 Vidros Low-E em clima frio 29

30 Fluxo de calor pela janela 30

37 Fluxo de calor pela janela 20 C 24 C 37

38 Fluxo de calor pela janela 20 C 24 C 38

39 Tamanhos de chapas GUARDIAN CEBRACE 2200 x 3210 mm 2250 x 3210 mm 2400 x 3210 mm 2540 x 3210 mm 39

40 FABRICAÇÃO E TIPOS DE VIDROS 40

41 Cadeia Produtiva TEMPERADO LAMINADO EXTRAÇÃO DE MINERAIS NÃO FERROSOS FABRICAÇÃO DE VIDRO PROCESSAMENTO DE VIDROS ESPELHOS TAMPOS V. LAPIDADOS BISOTADOS CURVOS PINTADOS FRIO DUPLOS/ INSULADO 41

42 Processo de fabricação Fonte: AGC 42

43 Processo de fabricação Fonte: CEBRACE 43

44 Fábrica 44

45 Fabricantes 45

46 Links

47 Tipos de vidros Monolítico comum, ou float Laminado vidro de segurança, controle solar e acústico Termoendurecido resistência adicional (duas a quatro vezes) Temperado grande resistência, usado também em móveis e box Duplos, triplos e quádruplos (insulado) maior resistência térmica a condução Impresso com desenho em baixo e alto relevo Serigrafado estética e sombreamento... O céu é o limite 47

48 Tipos de vidro: padrões de quebra Float Semitemperado Aramado Temperado 48

49 PARTICIPAÇÃO POR PRODUTO ( 2011 ) ( * ) FONTE: PESQUISA ABRAVIDRO /GPM CONSULTORIA ECONÔMICA E PESQUISA INDUSTRIAL ANUAL ( PIA-IBGE ) ( 1 ) FONTE: ESTIMATIVA PEDRO PINA ESPELHO TEMPERADO 49

50 50

51 APLICAÇÕES COMERCIAIS 51

52 PERCENTUAL DE ABERTURA SPANDREL GLASS LAJE DE CONCRETO FORRO VISION GLASS PISO ELEVADO PEITORIL VIGA DE BORDA 52

53 PERCENTUAL DE ABERTURA SPANDREL GLASS LAJE DE CONCRETO FORRO PAF: Percentual de Abertura da Fachada VISION GLASS PISO ELEVADO PEITORIL VIGA DE BORDA 53

54 Projeto Ed. Prime Tower - Florianópolis Vidro Fator Solar 27% Transmissão Visível 14% Reflexão Visível 43% CEBRACE 114PN 54

55 Projeto Vidro Tribunal de Justiça Anexo - Florianópolis CEBRACE 120PN Fator Solar 30% Transmissão Visível 20% Reflexão Visível 30% 55

56 Projeto Tractebel Florianópolis Vidro CEBRACE SKN 154 duplo Fator Solar 26% Transmissão Visível 50% Reflexão Visível 18% 56

57 Projeto Vidro Fator Solar 40% Transmissão Visível 35% Reflexão Visível 29% Infinity Tower São Paulo GUARDIAN Royal Blue 40 57

58 Projeto Vidro Fator Solar 40% Transmissão Visível 42% Reflexão Visível 20% ECO Berrini São Paulo GUARDIAN Neutral Plus 50 58

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92 ESPECIFICAÇÕES TÉCNICAS 92

93 Identificação das superfícies Vidro Laminado Vidro Insulado

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95 Especificação dos vidros 95

98 Informações dos fabricantes 98

99 Informações dos fabricantes 99 99

100 Películas de controle solar

101 ESTUDOS DE CASO 1 EDIFÍCIO CORPORATIVO 101

102 Estudo de caso por simulação Prédio de escritórios em São Paulo 20 pavimentos m² de área Área de janela variável: a m² Paredes em alvenaria 102

103 Estudo de caso por simulação Propriedade Vidro Vidro Vidro de Duplo (câmara de ar 12 mm) Incolor Verde Controle solar Vidro externo Vidro interno Composição Espessura (mm) Transmissão energética (%) Reflexão energética - externa (%) Reflexão energética - interna (%) Absorção energética (%) Transmissão luminosa (%) Reflexão luminosa - externa (%) Reflexão luminosa - interna (%) Emissividade externa 0,84 0,84 0,84 0,84 0,84 0,84 Emissividade interna 0,84 0,84 0,84 0,16 0,84 0,84 Condutividade (W/m.K) Fator Solar (%) U-value (W/m².K) 5,60 5,60 5,60 3,64 5,60 1,88 Índice de seletividade 1,05 1,21 0,90 1,26 1,05 1,45 103

104 Estudo de caso por simulação SPANDREL GLASS LAJE DE CONCRETO FORRO VISION GLASS PISO ELEVADO PEITORIL VIGA DE BORDA 104

105 Estudo de caso por simulação SPANDREL GLASS LAJE DE CONCRETO FORRO PAF: Percentual de Abertura da Fachada VISION GLASS PISO ELEVADO PEITORIL VIGA DE BORDA 105

106 Estudo de caso por simulação Clima: São Paulo 5800 Consumo anual de energia (MWh) % -4% PAF=30% PAF=40% PAF=50% PAF=60% 4800 Incolor Verde Contr. Solar Duplo FS=84% TL=88% FS=62% TL=75% FS=33% TL=30% FS=28% TL=39% 106

107 Estudo de caso por simulação Clima: São Paulo 5800 Consumo anual de energia (MWh) % -9% PAF=30% PAF=40% PAF=50% PAF=60% 4800 Incolor Verde Contr. Solar Duplo FS=84% TL=88% FS=62% TL=75% FS=33% TL=30% FS=28% TL=39% 107

108 Estudo de caso por simulação Clima: São Paulo Consumo de energia em AC (MWh) % Apenas consumo de energia com AC -14% PAF=30% PAF=40% PAF=50% PAF=60% 1000 Incolor Verde Contr. Solar Duplo FS=84% TL=88% FS=62% TL=75% FS=33% TL=30% FS=28% TL=39% 108

109 Estudo de caso por simulação Clima: São Paulo Consumo de energia em AC (MWh) % -26% Apenas consumo de energia com AC PAF=30% PAF=40% PAF=50% PAF=60% 1000 Incolor Verde Contr. Solar Duplo FS=84% TL=88% FS=62% TL=75% FS=33% TL=30% FS=28% TL=39% 109

110 Estudo de caso por simulação Clima: São Paulo Consumo anual de energia (MWh) PAF 50% e Controle solar equivale a PAF 30% e Vidro incolor PAF=30% PAF=40% PAF=50% PAF=60% 4800 Incolor Verde Contr. Solar Duplo FS=84% TL=88% FS=62% TL=75% FS=33% TL=30% FS=28% TL=39% 110

111 Estudo de caso por simulação Clima: São Paulo Consumo anual de energia (MWh) PAF 60% e Vidro Duplo equivale a PAF 30% e Vidro Verde PAF=30% PAF=40% PAF=50% PAF=60% 4800 Incolor Verde Contr. Solar Duplo FS=84% TL=88% FS=62% TL=75% FS=33% TL=30% FS=28% TL=39% 111

112 Estudo de caso por simulação Clima: São Paulo Consumo anual de energia (MWh) PAF 60% e controle solar equivale a PAF 40% e Vidro verde PAF=30% PAF=40% PAF=50% PAF=60% 4800 Incolor Verde Contr. Solar Duplo FS=84% TL=88% FS=62% TL=75% FS=33% TL=30% FS=28% TL=39% 112

113 Estudo de caso por simulação Clima: São Paulo Consumo anual de energia (MWh) Incolor Verde Contr. Solar Duplo FS=84% TL=88% FS=62% TL=75% FS=33% TL=30% PAF 30% e Vidro verde contra PAF 30% e Vidro duplo - 4% de consumo - 16% de TR FS=28% TL=39% PAF=30% PAF=40% PAF=50% PAF=60% 113

114 Estudo de caso por simulação Clima: São Paulo Consumo anual de energia (MWh) PAF 60% e Vidro verde contra PAF 60% e Vidro duplo - 7% de consumo - 23% de TR PAF=30% PAF=40% PAF=50% PAF=60% 4800 Incolor Verde Contr. Solar Duplo FS=84% TL=88% FS=62% TL=75% FS=33% TL=30% FS=28% TL=39% 114

115 Área de janela: vidro verde Clima: São Paulo PAF: 30% Vidro: verde Área de janela: m² Custo anual: R$ mil Capacidade: TR PAF: 60% Vidro: verde Área de janela: m² Custo anual: R$ mil Capacidade: TR 115

116 Área de janela: vidro verde Clima: São Paulo Comparativo Diferença na área de janelas: +100% Diferença no custo anual: +8,2% R$ 104 mil Diferença na capacidade: +24,5% 245 TR R$ mil 116

117 Área de janela: vidro verde x duplo Clima: São Paulo PAF: 30% Vidro: verde Área de janela: m² Custo anual: R$ mil Capacidade: TR PAF: 60% Vidro: duplo Área de janela: m² Custo anual: R$ mil Capacidade: 953 TR 117

118 Área de janela Clima: São Paulo Resultados Diferença na área de janelas: +100% Diferença no custo anual: -0,6% -R$ 8 mil Diferença na capacidade: -4,7% -48 TR -R$ 288 mil [São Paulo] 118

119 Área de janela Clima: Rio de Janeiro Resultados Diferença na área de janelas: +100% Diferença no custo anual: -1,3% -R$ 19 mil Diferença na capacidade: -6,7% -77 TR -R$ 462 mil [Rio de Janeiro] 119

120 Área de janela Resultados É possível alcançar o mesmo desempenho com o dobro da área transparente especificação 120

121 Comparação entre brises e vidros de controle solar LAJE DE CONCRETO FORRO 0, ,40 BRISES DETALHE PEITORIL PISO ELEVADO VIGA DE BORDA Definição de ângulo de proteção 121

122 Alguns exemplos de brises Brises com ângulo de proteção de

123 Comparação entre brises e vidros de controle solar x1000 R$ Custo anual com energia (x 1000 R$) Modelo de Referência PAF = 50% Vidro Verde Clima: São Paulo % -6% -6% -8% Sem Brise Brise 30 Brise 45 Controle solar Duplo 123

124 Comparação entre brises e vidros de controle solar x1000 R$ Custo anual com energia (x 1000 R$) Modelo de Referência PAF = 50% Vidro Verde Clima: São Paulo % -6% -6% -8% Sem Brise Brise 30 Brise 45 Controle solar Duplo 124

125 Vidro Duplo X Laminado Mês quente: 29 de janeiro a 3 de março São Paulo Diferença de consumo (duplo - laminado) Temperatura média Temperatura média do ar ( C) 32 Modelo com vidro duplo consome mais energia do que vidro laminado Consumo total AC (kwh) Laminado Duplo Diferença -376 (-0,2%) Dias com temperatura média do ar abaixo de 24 C Consumo de energia AC (kwh) Dias Vidro duplo resultou em consumo mais alto quando a temperatura externa é mais baixa (para este caso) 125

126 Vidro Duplo X Laminado Mês frio: 30 de julho a 1º de setembro São Paulo Diferença de consumo (duplo - laminado) Temperatura média 32 Consumo total AC (kwh) Temperatura média do ar ( C) Laminado Duplo Diferença +749 (+0,6%) Consumo de energia AC (kwh) Dias Vidro duplo resulta em consumo mais alto quando a temperatura externa é mais baixa (para este caso) 126