O documento discute a evolução e o uso de vidros de alta performance em fachadas de edifícios, abordando como diferentes tipos de vidro podem melhorar o desempenho térmico e reduzir o consumo de energia. Ele também destaca a importância de considerar as condições climáticas locais ao projetar fachadas envidraçadas e de educar o mercado sobre novas tecnologias que permitem maior sustentabilidade.

1. VIDROS DE ALTO DESEMPENHO E
EFICIÊNCIA ENERGÉTICA EM EDIFICAÇÕES
Prof. Fernando Simon Westphal, Dr. Eng.
Chefe do Departamento de Arquitetura e Urbanismo
Universidade Federal de Santa Catarina
fernandosw@arq.ufsc.br
UFSC

2. Evolução do uso de vidro em fachadas
1929 - 1960

3. Evolução do uso de vidro em fachadas
1968 - 2013
Principais fatores:
Velocidade na construção
Facilidade de manutenção
Estética
Desempenho

4. Podemos utilizar fachadas
envidraçadas no Brasil?

7. Podemos utilizar fachadas
envidraçadas no Brasil?

8. “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?

9. Precisamos capacitar o mercado em novas tecnologias

10. 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

11. Especificação de vidros de fachadas
LUZ
COR
DESEMPENHO ENERGÉTICO
x
ESTÉTICA
CALOR
REFLEXÃO
E
TRANSM.

12. Vidros de Proteção Solar
Transmissão e reflexão diferenciadas em relação a luz e ao calor
Possuem tratamento superficial que filtram a radiação solar
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

13. Cada projeto exige uma solução diferente

14. As características principais de um edifício
são definidas pelo seu entorno.
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Edifício SAP Labs – São Leopoldo (RS)
Campus universitário
© Aflalo e Gasperini
Edifício Jatobá – São Paulo (SP)
São Paulo: próximo a
Marginal Pinheiros

15. 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
© Aflalo e Gasperini
Edifício Jatobá – São Paulo
Vidro refletivo
Controle solar
Ar-condicionado

16. Ambiente propício a
estratégias passivas
Sem ruído
Ar puro
Sem limites de forma
Prédio mono-usuário
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23. Ambiente urbano exige
estratégias ativas
Ruído
Poluição
Limites de aproveitamento
Prédio multi-usuário

29. Avaliar o desempenho da edificação frente ao clima

30. Uso final de energia elétrica de um edifício de escritórios em São Paulo
Ilum. Externa
0.0%
Aquecimento
0.0%
Torres resfriamento
0.4%
UPS
0.8%
Bombas - água e esgoto
1.2%
Ventilação - ar exterior
3.4%
Elevadores/escadas
3.9%
Fan-coils
Ar-condicionado
28,2%
4.2%
Exaustão sanitários
6.7%
Bombas (CAG)
9.9%
Chillers
10.3%
Ilum. Interna
24.5%
Equip. Escritório
40.0%
35.0%
30.0%
25.0%
20.0%
15.0%
10.0%
5.0%
0.0%
34.8%

31. 24 °C
Fluxo de calor
24 °C
Na condição de projeto
do ar-condicionado
Temp. ext. = 32 °C

32. 24 °C
Fluxo de calor?
24 °C
Mas ao longo do ano?
Quando está frio?
Temp. ext. = 18 °C

33. Temperatura Externa - São Paulo - Congonhas
40
35
TBS externa (°C)
30
25
20
15
10
5
0
jan
fev
mar
abr
maio
jun
jul
Hora
ago
set
out
nov
dez

34. Clima de São Paulo: Temperatura do Ar
35%
30%
Freqüência de ocorrência
30%
27%
25%
21%
20%
15%
13%
10%
8%
5%
0%
< 16
16--|20
20--|24
24--|28
>28
Faixa de Temperatura (°C)
Apenas em horário comercial, das 8h às 20h

35. Clima de São Paulo: Umidade Relativa
50%
Frequência
40%
30%
20%
15%
15%
19%
20%
21%
10%
10%
0%
< 50%
50-60% 60-70% 70-80% 80-90%
> 90%
Faixa de UR
Apenas em horário comercial, das 8h às 20h

36. 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%
Apenas em horário comercial, das 8h às 20h

37. Luminância do céu
{
/
}
70000
60000
50000
2,5 x
40000
30000
20000
10000
0
jan
fev
mar
abr
mai
jun
São Paulo
jul
ago
Nova York
set
out
nov
dez

38. Nem toda fachada de vidro é
100% transparente
PERCENTUAL DE ABERTURA
é somente aquele que permite a
passagem de luz
Spandrel
Glass
PAF = 60%
2007

39. Nem toda fachada de vidro é
100% transparente
PERCENTUAL DE ABERTURA
é somente aquele que permite a
passagem de luz
PAF = 20%
1929

40. Calcular a economia

41. Aumento na área de janela X Aumento no consumo de energia
2.50
2.00
2.00
200% de aumento na
área de janela
1.67
1.33
1.50
Área de janela (m²)
1.00
1.00
1.00
1.02
1.03
1.05
0.50
Consumo de energia (kWh)
5% de aumento no
consumo de energia
0.00
PAF = 30%
PAF = 40%
Ar-condicionado de alta eficiência
Vidros de alto desempenho
PAF = 50%
PAF = 60%
Possibilidade de fachadas mais
transparentes

42. Fator Solar de vidros
Parcela da radiação solar que atravessa o vidro na forma de calor
Fator Solar = Ganho de calor
Radiação transmitida
diretamente
Fator Solar
Radiação reemitida
Radiação absorvida
Vidro incolor 3 mm
Vidro verde 3 mm
Vidro de proteção solar
87%
62%
<40%

43. Fator Solar: Comparativo de Ganho de Calor
Calor equivalente a
6 lâmpadas de 100W
Vidro incolor
610 W/m²
Calor equivalente a
2 lâmpadas de 100W
Vidro com
Fator Solar 30%
210 W/m²
22 dez 16h
Oeste
700 W/m²

44. Comparativo: PAF 40%
São
Paulo
Vidro
Verde
Vidro
Controle
Solar
Consumo: 5400 MWh
Ar Condicionado: 1084 TR
Consumo: 5239 MWh
Ar Condicionado: 995 TR
Economia no A.C.
R$ 534 mil
Economia de energia
R$ 56 mil
Economia por m² de vidro
R$ 83 + R$ 9/ano
Consumo: 5137 MWh
Ar Condicionado: 875 TR
Vidro
Duplo
Economia no A.C.
R$ 1.254 mil
Economia de energia
R$ 92 mil
Economia por m² de vidro
R$ 195 + R$ 14/ano

45. Comparativo: PAF 40%
Rio de
Janeiro
Vidro
Verde
Vidro
Controle
Solar
Consumo: 6124 MWh
Ar Condicionado: 1228 TR
Consumo: 5927 MWh
Ar Condicionado: 1151 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
Consumo: 5814 MWh
Ar Condicionado: 1018 TR
Vidro
Duplo
Economia no A.C.
R$ 1.260 mil
Economia de energia
R$ 108 mil
Economia por m² de vidro
R$ 197 + R$ 17/ano

46. Educar, treinar, capacitar... convencer

47. 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?

52. Atividades importantes em andamento

53. 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

54. NBR 10821 Parte 4
Vidro: Incolor 3 mm
Perfil: alumínio
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

55. NBR 10821 Parte 4
Vidro: Habitat Neutro Verde 6mm
Perfil: PVC
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

56. NBR 10821 Parte 4
Vidro: Habitat Refletivo Cinza 6mm
Perfil: PVC
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

57. Etiquetagem PROCEL/INMETRO
Suporte no ajuste dos métodos de avaliação.
Informação técnica.
Testes.

58. 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

59. VIDROS DE ALTO DESEMPENHO E
EFICIÊNCIA ENERGÉTICA EM EDIFICAÇÕES
Prof. Fernando Simon Westphal, Dr. Eng.
Chefe do Departamento de Arquitetura e Urbanismo
Universidade Federal de Santa Catarina
fernandosw@arq.ufsc.br
UFSC