Conhecer as possibilidades para a eficiência energética de uma edificação com pele de vidro é muito importante para qualquer profissional da construção civil, não necessitando ser algo restrito apenas para consultores.
É importante que arquitetos tenham a consciência dos parâmetros que elevam o desempenho de edificações para que eles possam contribuir com o máximo de eficiência e não descubram grandes oportunidades tarde demais.
Se você acompanhou nosso último artigo, já sabe da importância dos vidros na arquitetura e seus principais índices de performance. Sabe também que edifícios aparentemente idênticos em sua forma podem possuir níveis de consumo energético extremamente diferentes.
Agora nós vamos mais a fundo, mais precisamente compreendendo o PAF (Percentual de Abertura de Fachada) em uma edificação e a sua relação com os vidros. Vamos descobrir:
- Qual é a importância do PAF?
- De quais fachadas geralmente podemos extrair os maiores benefícios?
- Qual a reação dos fechamentos de acordo com a eficiência dos vidros utilizados?
O que é PAF?
PAF é conhecido também como o Percentual de Abertura de Fachada, ou WWR (Window to Wall Ratio) em outros países. É obtido pela divisão da área de vidro pela área total de uma fachada. Se possuímos 2,00m² em uma fachada de 10,00m², possuímos um PAF de 20%. Se a área fosse 4,00m², seria 40%, e assim por diante.
O conceito do PAF é importante porque as janelas são geralmente o elo mais fraco quando falamos em eficiência energética em edificações no mundo todo.
Uma avaliação dessas proporções geralmente servem como um bom parâmetro inicial de projeto e podem ser extremamente benéficas para a eficiência energética de uma edificação.
O Modelo Utilizado para Simulação
O modelo que iremos utilizar será exatamente o mesmo utilizado no artigo passado: uma edificação de escritórios genérica em Curitiba, toda em vidro, de 30×30 metros, com 15 pavimentos de 3,60m de altura, posicionada 90° em relação ao norte.
Lembrando que os valores obtidos pelo Energyplus são apenas uma noção de grandeza, pois não foram considerados tratamentos de sombreamento, ajustes no uso da edificação, taxas de infiltração, nem transmitâncias precisas em elementos da edificação como paredes internas, pisos e cobertura.
A análise será realizada considerando 3 passos:
- A melhor orientação da edificação.
- A avaliação de quais fachadas serão as mais impactadas em uma edificação com vidros com SHGC de 0,8 e Valor U de 5,6.
- A mesma avaliação anterior, apenas alterando o SHGC dos vidros para 0,25;
Round 1: A Melhor Orientação
Como estamos avaliando uma caixa simples, sem considerações sobre condicionantes como edifícios vizinhos, sombreamentos, e possuímos o mesmo tratamento nos vidros em todas as fachadas, a edificação não apresentou grandes diferenças na economia energética com a mudança de orientação.
No entanto, esta relação será extremamente importante em qualquer caso real, então fica o alerta.
Mas aqui, considerando o melhor caso, em que rotacionamos a edificação 100° no sentido anti-horário, significa que podemos obter uma redução de 0,5% no consumo anual da edificação com pele de vidro.
Por este motivo mantivemos a orientação 90° em relação ao norte para facilitar o critério de análise.
Round 2: Análise de PAF em cada fachada – SHGC 0,8 e Fator U de 5,6
Avaliar as proporções em cada fachada com pele de vidro é uma análise criteriosa que deve ser realizada com cuidado, pois os impactos energéticos podem ser imensos.
Nesta análise, consideramos sempre 3 fachadas totalmente em vidro e para a última fachada realizamos diversas simulações no Energyplus para obter curvas de análise.
Avaliando as 4 fachadas com vidros incolores, é notável que as fachadas leste e oeste são as que mais oferecem benefícios energéticos quando diminuídas as proporções — exatamente conforme estudamos nas aulas de conforto na faculdade — obtendo benefícios de até 10-12%, se comparados com a diminuição de proporções apenas na fachada norte ou sul.
Ainda, percebemos que a diminuição de proporção de vidro nessas fachadas leste e oeste representam economias energéticas de 17%-20% em relação ao vidro incolor.
No entanto, devemos nos atentar para a intensidade luminosa dentro dos ambientes e principalmente avaliar a qualidade a nível térmico, afinal vidros incolores não são indicados para edifícios.
Round 3: Análise de PAF em cada fachada – SHGC 0,25 e Fator U de 5,6
Para esta análise mudamos “apenas” o SHGC dos vidros, o que representa uma mudança significativa de performance geral.
Considerar que 3 fachadas já estão com um SHGC de 0,25 e a última com uma redução na porcentagem de vidros já estabelece um nível de performance energética pelo menos 10% superior ao caso anterior.
Adicionalmente, é importante notar que os benefícios pela mudança de proporção não dão tão drásticos quanto o primeiro caso. Se anteriormente os ajustes representavam de 17-20% de economia, agora representam no máximo 5% de eficiência energética.
Comparando os 2 Casos de PAF x Pele de Vidro
Avaliando na prática em uma simulação, percebemos que o PAF em pele de vidro é extremamente importante em edificações, mas que ele também é atenuado quando utilizamos vidros de controle solar.
No gráfico acima essa diferença apresenta-se de forma clara, pois trabalhamos em um nível energético mais otimizado quando estamos trabalhando com variações do PAF em fachadas que já consideram controle solar.
No entanto, ainda não consideramos aqui a aplicação cuidadosa do PAF em cada fachada individualmente, considerando visuais, um nível de iluminação aceitável em grande parte das superfícies e até mesmo dispositivos de sombreamento, que podem ajudar na economia por evitar o uso de vidros de alta performance em todas as fachadas.
Ignorar análises mais criteriosas poderia, por exemplo, sugerir que utilizássemos um PAF de 0% (parede cega) em uma das paredes da edificação para obtermos a maior economia energética conforme apresentadas nos gráficos, mas esquecermos da distribuição luminosa, o que geraria pontos de baixa luminosidade na edificação e um consequente custo adicional pela iluminação artificial, conforme podemos observar abaixo.
Conforme a conclusão do artigo passado, precisamos avaliar edificações com pele de vidro de forma completa para que possamos obter perfis energéticos aceitáveis. Regras, tecnologias e gráficos ajudam, mas não são tudo. O critério humano continua sendo essencial para obtermos a mais alta performance.
Esperamos que o conteúdo tenha sido útil para lhe ajudar a pensar mais sobre edificações de alta performance.