Optimização e dimensionamento de vãos envidraçados

Mestrado em Engenharia MecânicaAs tendências construtivas e o factor “moda” apontam para o hábito de vãos envidraçados de maiores dimensões. Assim sendo, até que ponto a tecnologia e o material a usar nos vãos envidraçados de um edifício causam impacto no seu desempenho energético? Como se enquadram as diferentes opções com as características do nosso clima e qual a relação custo/benefício? Para responder a todas estas questões, e à luz dos recentes regulamentos na área do consumo energético de edifícios, será necessária uma caracterização do desempenho dos vãos envidraçados em relação aos requisitos energéticos da legislação vigente e um conhecimento das funções e características da envolvente envidraçada, dando natural importância ao desempenho energético e económico, parâmetros muito importantes em qualquer tipo de edifício. O principal objectivo do presente estudo é analisar exclusivamente o sistema construtivo de vãos envidraçados em diferentes regiões climáticas de Portugal. Para tal, recorreu-se a uma análise paramétrica e sustentada no RCCTE (Decreto-Lei nº80/2006 de 4 de Abril) para avaliar energética e economicamente os diferentes tipos de opções a considerar na especificação de vãos envidraçados. Assim, tendo por base um conjunto de pressupostos devidamente fundamentados foi estabelecida, a escolha óptima da caixilharia e tipo de vidro a usar em função de cada zona climática. Na realidade, tornou-se muito difícil generalizar o desempenho de um vão envidraçado, pois existem muitas variáveis envolvidas e de naturezas diferentes. Ainda assim, é possível melhorar o desempenho e o conforto e por sua vez reduzir a factura energética de um edifício. Do estudo conclui-se que as melhores soluções energéticas são janelas de elevado desempenho com caixilho em PVC isolado e vidro baixo emissivo pois alcançam, de um modo geral, os melhores resultados em todas as regiões e para todos os tipos de construção (inércia térmica). Outro factor vantajoso das opções em PVC diz respeito aos valores razoáveis do indicador económico VAL (Valor Actualizado Liquido) quando comparado com uma solução base consistindo num vidro simples com caixilharia em alumínio sem corte térmico, principalmente em zonas com Invernos rigorosos. Conclui-se ainda que é a caixilharia em madeira, que apresenta a melhor relação custo/beneficio para todas as zonas de Portugal. ABSTRACT: Constructive trends and the "fashion" factor are leading to the habit of using glazed facades of large dimensions even in dwellings. To what extent does the technology and the material to use in the glazed facades of a building causes impact in its energy performing? How to fit the different options with the characteristics of our climate and what is the solution showing a best cost/benefit ratio? The present thesis is a first approach to answer these questions what will be done in the frame of the recent energy regulation in the area of the energy consumption of buildings. It will require the characterization of the glazed facades performance regarding to energy consumption of the respective building as well as a deep understanding of the glazed façade performance having in mind the energy and economical perspective, which are a very important parameters irrespectively of the building type. The main objective of the present study is to analyze different constructive options for windows (regarding glass and frame) of in different and representative climatic areas of Portugal. For that purpose, a parametric analysis was made based on the current national regulation calculation method (RCCTE, Decreto-Lei nº 80/2006 from April, 4th) to evaluate de energy and economical performance of different window options regarding frame materials and glass types. For a reference building typology the most advantageous windows option both regarding frame and glass type was determined for each climatic zone. However, it is very difficult to build a general algorithm aiming window selection because of the different physical nature of the relevant factors. Even though, it was possible to identify the most adequate constructive solution for windows in Portugal. The best energy option in all regions and all types of construction (thermal inertia) are high performance windows with PVC insulated frames and low emissivity glasses). Even from the economic standpoint this solution shows a reasonable NPV (Net Present Value) comparing to the cheapest solution (simple aluminium frame with a single clear glass) particularly in the regions with a more severe winter. In the other hand Wood frames, were found to have the greatest cost/benefit ratio for all climate regions in Portugal