As janelas são muitas vezes vistas como elementos decorativos de um edifício, com o papel passivo de proporcionar visibilidade e iluminação natural. No entanto, a escolha das janelas é uma decisão de projeto muito importante antes da construção. Grande parte da troca de calor entre o edifício e o exterior acontece através das janelas, o que influencia o consumo de energia dos equipamentos de aquecimento e resfriamento.
Definir um número adequado de janelas e seu layout é um desafio de design:
- Um grande número de janelas proporciona luz natural abundante, o que reduz os gastos com iluminação.
- No entanto, janelas abundantes também aumentam o ganho de calor no verão e a perda de calor no inverno, aumentando as despesas com HVAC.
- Além disso, se as janelas forem colocadas de frente para o sol, elas podem causar ofuscamento.
Melhore o isolamento e a estanqueidade da envolvente do seu edifício.
Desempenho térmico do Windows
A resistência de uma janela ao fluxo de calor é determinada pela sua construção física: o vidro de painel duplo transfere menos calor do que um vidro de painel único e, por sua vez, uma janela de painel duplo é superada por uma janela de painel triplo. Como seria de esperar, o custo da janela aumenta junto com o número de painéis de vidro, o que significa que há uma análise de custo-benefício envolvida.
Três métricas principais são usadas para descrever o desempenho térmico das janelas: o valor U, o Valor R e o coeficiente de ganho de calor solar (SGHC).
O valor U é o coeficiente de transferência de calor, e descreve o calor transferido por unidade de área e por unidade de diferença de temperatura. Se uma janela tiver um valor U de 0,25 W/m2-°C, uma área de janela de 2 m2 transferirá 5 watts quando exposta a uma diferença de temperatura de 10°C.
- Transferência de calor = (0,25 W/m2-°C)(2 m2)(10 °C) = 5 W
O valor R descreve a resistência térmica, e pode ser obtido dividindo o número 1 pelo valor U. Por exemplo, um valor U de 0,25 W/m2-°C é equivalente a um valor R de 4 m2-°C/W.
- Valor R = 1 / Valor U = 1 / (0,25 W/m2-°C) = 4 m2-°C / W
A transferência de calor também pode ser calculada a partir do valor R, aplicando a seguinte fórmula:
- Transferência de calor = Área x Diferença de Temperatura / Valor R
- Transferência de calor = (2 m2)(10°C) / (4 m2-°C/W) = 5 W
O coeficiente de ganho de calor solar (SHGC) é a fração da radiação solar transmitida pela janela. Por exemplo, se uma janela tem um SHGC de 0,7 e recebe 200W de radiação solar, a transmissão de calor é de 140W (200W x 0,7).
Melhorar a iluminação natural e prevenir o brilho
A iluminação natural com janelas reduz a dependência de luminárias, diminuindo o custo operacional da iluminação artificial. No entanto, janelas mal posicionadas podem causar ofuscamento se o sol for diretamente visível ou refletido por uma superfície interior. A distração causada pelo brilho reduz a produtividade e a exposição prolongada é prejudicial à visão humana. Observe que existem dois tipos de brilho:
- Brilho de desconforto acontece quando uma fonte de luz brilhante causa dor e uma reação instintiva de desviar o olhar. Por exemplo, este é o tipo de ofuscamento se você olhar acidentalmente para o sol.
- Brilho de deficiência ocorre quando a visão é prejudicada, mas sem a reação instintiva de desviar o olhar. Um exemplo comum é quando uma fonte de luz é refletida na tela de uma TV ou computador – não há dor visual, mas as imagens na tela não podem ser vistas com clareza.
O ofuscamento pode ser evitado evitando janelas voltadas diretamente para o sol ou bloqueando-o estrategicamente com vegetação e persianas. As claraboias também são viáveis quando não há piso acima – sua geometria é otimizada para permitir iluminação natural sem ofuscamento e efeitos de aquecimento.
A iluminação artificial pode ser aprimorada com controles para torná-la responsiva à iluminação natural, por meio de um conceito denominado colheita diurna. As luminárias são reduzidas ou desativadas em resposta à iluminação natural e, como resultado, seu consumo de eletricidade é reduzido.
Efeito no Windows nas despesas de aquecimento e resfriamento
Um edifício pode ser equipado com os sistemas de aquecimento e arrefecimento mais eficientes disponíveis, mas o desempenho continuará a ser fraco se a envolvente do edifício não tiver isolamento e estanqueidade ao ar adequados. Uma grande fração do ganho de calor no verão e da perda de calor no inverno ocorre nas janelas, e o efeito nas contas de energia pode ser significativo se o desempenho térmico das janelas for baixo.
As janelas de alto desempenho são mais fáceis e menos dispendiosas de instalar num edifício novo, uma vez que não há necessidade de modificar as paredes existentes. Um projeto de atualização de janelas fica mais caro em um prédio existente, pois as janelas atuais devem ser removidas e também há obras de alvenaria. As janelas anti-tempestade são uma opção económica em edifícios existentes: podem ser instaladas sem perturbar as janelas existentes, e o espaço de ar resultante entre a janela antiga e a janela anti-tempestade melhora o isolamento.
Conclusão
Eficiência energética as medidas tendem a centrar-se em sistemas de construção específicos, mas uma abordagem melhor é trabalhar com o desempenho global do edifício. Com uma seleção inteligente de janelas e um layout adequado, as janelas podem reduzir os gastos com iluminação, ao mesmo tempo que minimizam o brilho e os custos de HVAC. Por outro lado, o uso descuidado de janelas pode prejudicar as atualizações de eficiência energética, reduzindo o retorno do investimento.
