domingo, 8 de novembro de 2009

O VIDRO E O ISOLAMENTO TÉRMICO


Em destaque coeficiente U como elemento de desempenho do conjunto esquadria + vidro .

O vidro e o isolamento térmico

Trocas térmicas

A superfície envidraçada separa dois ambientes que se encontram geralmente a temperaturas diferentes. Ocorre por isso, como qualquer superfície nestas condições, uma transferência de calor da zona quente para a zona fria.
Mas a superfície em vidro tem a particularidade de ser transparente aos raios solares o que lhe fornece gratuitamente calor.

Trocas de calor através duma superfície

As trocas térmicas através de uma superfície fazem-se segundo três modos de propagação:
- a condução é a transferência de calor no seio do corpo entre dois corpos em contacto físico directo. É uma transferência que se verifica sem deslocação da matéria.

O fluxo de calor entre duas faces dum vidro depende da diferença de temperatura entre essas duas faces e da conductividade térmica do material.

A conductividade térmica do vidro é: λ= 1,0 W/(m.K);

- a convexão é a transferência de calor entre a superfície de um sólido e um fluído, líquido ou gasoso. Esta transferência faz-se acompanhar de deslocação da matéria;

- a radiação é a transferência de calor resultante duma troca de radiação entre dois corpos que se encontram a temperaturas diferentes.

Á temperatura ambiente, esta radiação situa-se na franja dos infravermelhos com comprimentos de onde superiores a 5 μm e é proporcional à emissividade dos corpos;

- a emissividade é uma característica superficial dos corpos. Quanto mais baixa for, menor é a transferência de calor por radiação.
A emissividade típica εn do vidro é de 0,89. Alguns vidros são cobertos com uma capa de baixa emissividade com uma εn que pode ser inferior a 0,04 (vidros de capa das gamas SGG PLANITHERM e SGG COOL-LITE SKN).

Coeficientes de troca superficial

Quando uma superfície está em contacto com o ar, troca calor por condução e por convexão com o ar e por radiação com todo o seu ambiente circundante.
O conjunto destas transferências térmicas é definido de forma convencional para uma dada velocidade de vento, e para emissividades e temperaturas comuns em edifícios.
São caracterizadas por he para as trocas exteriores e hi para as trocas interiores.
Os valores normalizados destes coeficientes são:
he = 23 W/(m2.K)
hi = 8 W/(m2.K)

Transmissão térmica duma superfície

Coeficiente U

As transferências térmicas através duma superfície por convexão, condução e radiação, exprimem-se através do coeficiente U*.
Este representa o fluxo de calor que atravessa um m2 da superfície para uma diferença de temperatura de 1 grau entre o interior e o exterior.
O seu valor convencional é estabelecido a partir dos coeficientes de troca superficial he e hi anteriormente definidos e calcula-se segundo a norma EN 673.

Pode-se calcular um coeficiente U específico, por recurso a diferentes valores de he, para determinadas velocidades do vento e novas condições de temperatura.
Quanto menor é o coeficiente U, mais reduzidas serão as perdas térmicas, e melhor será o isolamento da superfície.

Coeficiente U dos vidros

Uma superfície em vidro pode ser constituída por um vidro simples ou por um vidro duplo que permite um melhor isolamento térmico.
O princípio do vidro duplo consiste em encerrar entre dois vidros uma lâmina de ar seco e imóvel com o objetivo de limitar as transferências térmicas por convexão e de tirar vantagem da baixa conductividade térmica do ar.

Melhoria do coeficiente U dos vidros

Para melhorar o coeficiente U, é necessário reduzir as transferências térmicas por condução, convexão e radiação.
Como não é possível agir sobre os coeficientes de troca superficial, introduz-se essa melhoria através da diminuição das trocas entre os dois componentes do vidro duplo:

As transferências por radiação podem ser diminuídas utilizando vidros com capas de baixa emissividade.

Para explorar esta possibilidade, a SAINT-GOBAIN GLASS desenvolveu vidros com capas de baixa emissividade que permitem obter um isolamento térmico reforçado:
- vidros com capas “sob vácuo”: gama SGG PLANITHERM, SGG PLANISTAR, gama SGG COOL-LITE K, gama SGG COOL-LITE SK;

As transferências por condução e convexão podem ser diminuídas substituindo o ar que se encontra entre os dois vidros por um gás mais pesado com uma condutividade térmica mais baixa (geralmente Árgon).

Balanço energético

A janela é fonte de perdas térmicas caracterizadas pelo coeficiente U e ganhos solares caracterizados pelo factor solar g.
O balanço energético é igual às perdas térmicas diminuídas dos ganhos solares recuperáveis. O balanço energético é negativo quando os ganhos são superiores às perdas.

Conforto térmico

Temperaturas de parede mais elevadas

O corpo humano troca por radiação de calor com o ambiente, por essa razão é que uma sensação de frio pode ser sentida perto de uma parede de temperatura baixa mesmo numa divisão de temperatura confortável.

No Inverno, com baixo coeficiente U, a temperatura na face interior do envidraçado será mais elevada e o efeito chamado “parede fria” será diminuto:
- é possível viver perto das janelas sem desconforto
- os riscos de condensação interior são diminutos


Ref : Saint -Gobain - Manual do Vidro

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