Vidros de controle solar ARQ5658 Eficiência Energética e Sustentabilidade em Edificações Prof. Fernando Simon Westphal fernandosw@arq.ufsc.br 1
PROPRIEDADES IMPORTANTES FATOR SOLAR E RESISTÊNCIA TÉRMICA 2
Fator solar do vidro TRASMISSÃO ABSORÇÃO REFLEXÃO 3
Fator solar do vidro FATOR SOLAR TRANSMISSÃO + ABSORÇÃO irradiada para o interior 4
Fator solar do vidro Vidro incolor 6mm Fator Solar 82% 5
Fator solar do vidro duplo Vidro incolor 6mm Duplo Fator Solar 76% 6
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
Fluxo de calor pelo vidro 24 C 32 C 8
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
Fluxo de calor pelo vidro duplo Vidro 2 Ar Vidro 1 A câmara de ar oferece boa resistência ao fluxo de calor 10
Fluxo de calor através de um vidro insulado INT. EXT. 11
Resistência térmica Alvenaria Vidro simples Vidro duplo 0,40 m².k/w 0,20 m².k/w 0,35 m².k/w 12
Radiação solar UV 2% Visível 49% Infravermelho 49% 13
Radiação solar 14
Radiação solar: analogia com areia... Diversos comprimentos de onda Diversos tamanhos de grão 15
Radiação solar: analogia com areia... Diversos comprimentos de onda Diversos tamanhos de grão Filtro = vidro Filtro = peneira 16
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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Vidros coloridos X Vidros Low-E 24
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
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
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
Vidros Low-E em clima frio 28
Vidros Low-E em clima frio 29
Fluxo de calor pela janela 30
Fluxo de calor pela janela 31
Fluxo de calor pela janela 32
Fluxo de calor pela janela 33
Fluxo de calor pela janela 34
Fluxo de calor pela janela 35
Fluxo de calor pela janela 36
Fluxo de calor pela janela 20 C 24 C 37
Fluxo de calor pela janela 20 C 24 C 38
Tamanhos de chapas GUARDIAN CEBRACE 2200 x 3210 mm 2250 x 3210 mm 2400 x 3210 mm 2540 x 3210 mm 39
FABRICAÇÃO E TIPOS DE VIDROS 40
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
Processo de fabricação Fonte: AGC 42
Processo de fabricação Fonte: CEBRACE 43
Fábrica 44
Fabricantes 45
Links WWW.CEBRACE.COM.BR WWW.GUARDIANDOBRASIL.COM.BR WWW.GRUPOCORNELIOBRENNAND.COM.BR/CBVP WWW.AGCBRASIL.COM WWW.SAINT-GOBAIN-GLASS.COM.BR WWW.VIDROSUBV.COM.BR WWW.ABNT.COM.BR 46
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
Tipos de vidro: padrões de quebra Float Semitemperado Aramado Temperado 48
PARTICIPAÇÃO POR PRODUTO ( 2011 ) ( * ) FONTE: PESQUISA ABRAVIDRO /GPM CONSULTORIA ECONÔMICA E PESQUISA INDUSTRIAL ANUAL ( PIA-IBGE ) ( 1 ) FONTE: ESTIMATIVA PEDRO PINA ESPELHO TEMPERADO 49
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APLICAÇÕES COMERCIAIS 51
PERCENTUAL DE ABERTURA SPANDREL GLASS LAJE DE CONCRETO FORRO VISION GLASS PISO ELEVADO PEITORIL VIGA DE BORDA 52
PERCENTUAL DE ABERTURA SPANDREL GLASS LAJE DE CONCRETO FORRO PAF: Percentual de Abertura da Fachada VISION GLASS PISO ELEVADO PEITORIL VIGA DE BORDA 53
Projeto Ed. Prime Tower - Florianópolis Vidro Fator Solar 27% Transmissão Visível 14% Reflexão Visível 43% CEBRACE 114PN 54
Projeto Vidro Tribunal de Justiça Anexo - Florianópolis CEBRACE 120PN Fator Solar 30% Transmissão Visível 20% Reflexão Visível 30% 55
Projeto Tractebel Florianópolis Vidro CEBRACE SKN 154 duplo Fator Solar 26% Transmissão Visível 50% Reflexão Visível 18% 56
Projeto Vidro Fator Solar 40% Transmissão Visível 35% Reflexão Visível 29% Infinity Tower São Paulo GUARDIAN Royal Blue 40 57
Projeto Vidro Fator Solar 40% Transmissão Visível 42% Reflexão Visível 20% ECO Berrini São Paulo GUARDIAN Neutral Plus 50 58
Projeto Vidro Fator Solar 40% Transmissão Visível 42% Reflexão Visível 20% ECO Berrini São Paulo GUARDIAN Neutral Plus 50 59
Projeto Vidro Fator Solar 40% Transmissão Visível 42% Reflexão Visível 20% ECO Berrini São Paulo GUARDIAN Neutral Plus 50 60
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ESPECIFICAÇÕES TÉCNICAS 92
Identificação das superfícies Vidro Laminado Vidro Insulado 1 2 3 4 93
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Especificação dos vidros 95
Especificação dos vidros 96
Especificação dos vidros 97
Informações dos fabricantes 98
Informações dos fabricantes 99 99
Películas de controle solar 100 100
ESTUDOS DE CASO 1 EDIFÍCIO CORPORATIVO 101
Estudo de caso por simulação Prédio de escritórios em São Paulo 20 pavimentos 48.000 m² de área Área de janela variável: 4.800 a 9.600 m² Paredes em alvenaria 102
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) 6 6 12 6 6 24 Transmissão energética (%) 77 49 14 23 77 19 Reflexão energética - externa (%) 7 6 11 9 7 10 Reflexão energética - interna (%) 7 6 20 22 7 22 Absorção energética (%) 15 46 75 68 15 49 Transmissão luminosa (%) 88 75 30 44 88 39 Reflexão luminosa - externa (%) 8 7 17 12 8 13 Reflexão luminosa - interna (%) 8 7 12 3 8 10 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) 1 1 1 1 1 1 Fator Solar (%) 84 62 33 35 84 28 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
Estudo de caso por simulação SPANDREL GLASS LAJE DE CONCRETO FORRO VISION GLASS PISO ELEVADO PEITORIL VIGA DE BORDA 104
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
Estudo de caso por simulação Clima: São Paulo 5800 Consumo anual de energia (MWh) 5600 5400 5200 5000-7% -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
Estudo de caso por simulação Clima: São Paulo 5800 Consumo anual de energia (MWh) 5600 5400 5200 5000-5% -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
Estudo de caso por simulação Clima: São Paulo Consumo de energia em AC (MWh) 2000 1800 1600 1400 1200-22% 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
Estudo de caso por simulação Clima: São Paulo Consumo de energia em AC (MWh) 2000 1800 1600 1400 1200-18% -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
Estudo de caso por simulação Clima: São Paulo Consumo anual de energia (MWh) 5800 5600 5400 5200 5000 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
Estudo de caso por simulação Clima: São Paulo Consumo anual de energia (MWh) 5800 5600 5400 5200 5000 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
Estudo de caso por simulação Clima: São Paulo Consumo anual de energia (MWh) 5800 5600 5400 5200 5000 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
Estudo de caso por simulação Clima: São Paulo Consumo anual de energia (MWh) 5800 5600 5400 5200 5000 4800 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
Estudo de caso por simulação Clima: São Paulo Consumo anual de energia (MWh) 5800 5600 5400 5200 5000 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
Área de janela: vidro verde Clima: São Paulo PAF: 30% Vidro: verde Área de janela: 4.800 m² Custo anual: R$ 1.284 mil Capacidade: 1.001 TR PAF: 60% Vidro: verde Área de janela: 9.600 m² Custo anual: R$ 1.388 mil Capacidade: 1.246 TR 115
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$ 1.470 mil 116
Área de janela: vidro verde x duplo Clima: São Paulo PAF: 30% Vidro: verde Área de janela: 4.800 m² Custo anual: R$ 1.284 mil Capacidade: 1.001 TR PAF: 60% Vidro: duplo Área de janela: 9.600 m² Custo anual: R$ 1.275 mil Capacidade: 953 TR 117
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
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
Área de janela Resultados É possível alcançar o mesmo desempenho com o dobro da área transparente especificação 120
Comparação entre brises e vidros de controle solar LAJE DE CONCRETO FORRO 0,40 45 0,40 BRISES DETALHE PEITORIL PISO ELEVADO VIGA DE BORDA Definição de ângulo de proteção 121
Alguns exemplos de brises Brises com ângulo de proteção de 45 122
Comparação entre brises e vidros de controle solar x1000 R$ 1400 1350 Custo anual com energia (x 1000 R$) Modelo de Referência PAF = 50% Vidro Verde Clima: São Paulo 1300 1250-4% -6% -6% -8% 1200 1150 1100 Sem Brise Brise 30 Brise 45 Controle solar Duplo 123
Comparação entre brises e vidros de controle solar x1000 R$ 1400 1350 Custo anual com energia (x 1000 R$) Modelo de Referência PAF = 50% Vidro Verde Clima: São Paulo 1300 1250-4% -6% -6% -8% 1200 1150 1100 Sem Brise Brise 30 Brise 45 Controle solar Duplo 124
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 30 28 26 24 22 20 18 Consumo total AC (kwh) Laminado 186.682 Duplo 186.306 Diferença -376 (-0,2%) 200 150 100 50 0-50 -100-150 16-200 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 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
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) 200 30 28 26 24 22 20 18 150 100 50 0-50 -100-150 16-200 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 Temperatura média do ar ( C) Laminado 129.032 Duplo 129.781 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