Thermal performace of glasses in building construction: study in test-cells

O desempenho térmico de uma edificação depende de fatores como implantação, orientação, materiais e componentes construtivos, que devem ser adequadamente definidos para diferentes condições climáticas. O edifício atua como mecanismo de controle das variáveis do clima, através de sua envoltória (paredes, piso, cobertura e aberturas) e dos elementos do entorno, e deve ser projetado de modo a proporcionar conforto e eficiência energética. Entre os componentes da construção, os vidros funcionam como um dos elementos de maior potencialidade de aquecimento interno. Devido à sua transparência à radiação solar, possibilitam facilmente o ingresso de grande parte dessa energia no ambiente. No presente rabalho estudou-se o comportamento de superfícies transparentes em fachadas, em situação real, através de medições em seis células-teste, de dimensões 2,00 x 2,50m. Analisou-se in loco o comportamento térmico de vidros, comercialmente disponíveis no mercado, cuja caracterização, do ponto de vista da transmissão espectral, já era conhecida através de técnica espectrofotométrica. Foram selecionados 14 tipos de vidros: cinco planos, quatro refletivos pirolíticos, três refletivos metalizados a vácuo e dois laminados, os quais foram instalados em aberturas de 1,00 X 1,20m nas células-teste, localizadas em fachadas com orientação norte e oeste. A análise foi realizada separadamente para as duas orientações. Avaliou-se o desempenho térmico de cada vidro, tendo o incolor, de espessura 4mm, como referência. A metodologia utilizada consistiu na aquisição de dados mensuráveis de parâmetros ambientais: temperaturas superficiais internas dos vidros, temperaturas de bulbo seco no ambiente interno e temperaturas do ar externo. O fator de ganho solar foi calculado a partir dos resultados de absortância dos diferentes materiais, obtidos por análise espectrofotométrica, e diferenças entre as temperaturas interna e externa. Os resultados mostram o alto ganho de calor através dos vidros planos, sendo o incolor o de pior desempenho térmico, com maior ganho, seguido pelo bronze, cinza e verde. Os vidros refletivos metalizados a vácuo apresentam o melhor desempenho térmico, dentre os materiais analisados, quando se tem como objetivo atenuar o ganho de calor e projetar edificações com menor consumo energético para refrigeração.Thermal performance of buildings depends on several factors, such as implantation, orientation, materials and building components, which should be appropriately defined for different climate conditions. The building acts as a controller of the climatic variables, through the building envelope (walls, floor, roof and openings) and the nearby elements. Building design must provide indoor comfort and energy efficiency. Glazing easily allows the penetration of solar radiation into buildings, due to its transparency to solar radiation. So glasses must be carefully considered in building design, having in mind their potential for internal heating. In this work studies about the behavior of transparent façades, in real conditions, were carried out through measurements in six test-cells with dimensions 2,00 x 2,50m. Fourteen types of glasses were selected: five float glasses, four reflective glasses produced by pyrolitic process, three reflective ones obtained by vacuum metal deposition and two laminated glasses. Their spectral behavior was known from previous spectrophotometric studies. The glasses were installed in 1,00 X 1,20m openings in two façades facing north and west, separately. The colorless 4mm float glass was taken as reference. Internal surface temperatures of glasses, internal dry bulb temperatures and outdoor temperatures were collected. Solar gain factor was calculated on the basis of absortance values, obtained from spectrophotometrical nalysis, and temperature differences inside and outside the cells. Results show a high heat gain through float glasses, with the worst thermal behavior for the colorless one, followed by bronze, gray and green. Furthermore, reflective glasses obtained by vacuum metal deposition present the best thermal performance for the purpose of heat gain attenuation and to design buildings with the least energy consumption for cooling