Isolamento térmico

Santos et al. (2012) afirmam que, dado o alto consumo de energia nos edifícios, a busca por melhor desempenho energético é de grande importância para reduzir gastos e emissões de CO2, mantendo-se os níveis de conforto térmico exigidos pelos

componentes da vedação vertical e é influenciado pelo tipo de isolamento utilizado, seu posicionamento, espessuras dos componentes e potenciais pontes térmicas, que podem ocorrer nas junções da camada de isolamento e nos locais onde essa camada for interrompida.

Santos et al. (2012) definem dois modos de se produzir o isolamento. O primeiro, chamado warm frame, o isolamento está instalado de maneira contínua no lado externo da vedação vertical, segundo o termo em inglês, continuous insulation. O emprego desse tipo de isolamento minimiza as pontes térmicas, reduz o risco de condensação intersticial nos perfis e maximiza a massa térmica.

Um exemplo desse sistema são os sistemas compostos de isolamento térmico pelo exterior, conhecidos a partir da terminologia inglesa como External Thermal Insulation Coating System (ETICS). Segundo Do Rosário Veiga e Malanho (2010), ETICS são uma das soluções de isolamento térmico da envolvente vertical com maior aceitação, pela sua eficácia, versatilidade arquitetônica e relativa facilidade de aplicação

Ainda conforme Santos et al. (2012), o segundo modo é denominado cold frame, em que o isolamento está na cavidade formada entre as espessuras dos perfis metálicos, havendo maior potencial para condensação intersticial, especialmente na posição dos perfis. Como consequência, pode haver risco de manifestações patológicas como umidade e crescimento de fungos, fazendo com que esse modo de isolamento não seja recomendado em climas frios.

Nowak (2015) afirma que os tipos de isolamento contínuo mais comumente utilizados são: poliestireno expandido (EPS), poliestireno extrudado (XPS) e poliisocianurato. Os valores de resistência térmica (R) de componentes para isolamento contínuo ou isolamento na cavidade formada entre os perfis variam segundo o tipo de produto em função da condutividade térmica (λ) do material utilizado (lã de vidro, lã de rocha, etc.) e da espessura do componente. Enquanto o valor R é usado para descrever a resistência térmica, o valor U descreve a transmitância térmica e é o inverso da resistência térmica. Segundo Nowak (2015), os valores de U são geralmente utilizados para descrever a transmitância da vedação, já levando em consideração o impacto dos perfis e outros componentes como o isolante, os painéis, as chapas de gesso, entre outros.

Ainda segundo o autor, as normas norte-americanas para a eficiência energética são baseadas em diretrizes estabelecidas pela American Society of Heating, Refrigerating, and Air–Conditioning Engineers (ASHRAE) e pelo International Energy Conservation Code (IECC). Mesmo em estados que adotam os seus próprios códigos, os códigos de energia são baseados nas associações referenciadas, com exceção da Califórnia, que possui código próprio. As normas apresentam valores de U e de R, que devem ser especificados de acordo com o clima de cada região.

Nowak (2015) destaca que uma das variáveis que influem no desempenho térmico da vedação vertical é a área ocupada pelos perfis, guias e reforços. Tipicamente, essa área se situa entre 11% e 25% da vedação vertical. Considerando-se um trecho da vedação vertical, que inclui a guia superior e inferior e o espaçamento dos perfis montantes, tem-se 11% de área da vedação vertical ocupada pela estrutura para o espaçamento de perfis de 40 cm e 14% para o espaçamento de 60 cm. A língua inglêsa utiliza a expressão framing fator para o fator da área ocupada pela estrutura, que, segundo Nowak (2015), tem sido bastante discutido no debate de códigos e normas. A respeito dos vários métodos de cálculo para eficiência energética baseado nas normas ASHRAE e IECC, o mesmo autor afirma que é preciso avaliar os valores gastos para minimizar a perda de calor pelas fachadas, o que pode ser uma boa solução em regiões de clima frio, mas em regiões de clima quente, a avaliação deve ponderar sobre investimentos em sombreamento e melhor desempenho de esquadrias com baixo ganho de aquecimento solar.

No Brasil, a ABNT NBR 15220 (ABNT, 2005) traz as definições das propriedades térmicas dos materiais e os procedimentos para que os valores de transmitância térmica, atraso térmico e fator solar para os elementos e componentes das edificações possam ser calculados. A norma traz o zoneamento bioclimático das regiões brasileiras.

Akutsu e Brito (2014) afirmam que a alta inércia térmica devida a utilização de elementos pesados e espessos combinada a pequenas aberturas favorecem ambientes térmicos mais amenos em relação ao ambiente externo.

Lamberts et al. (2010) atestam que quanto maior a capacidade térmica dos componentes de uma edificação, maior sua inércia térmica, resultando em maior amortecimento das temperaturas internas em relação aos valores correspondentes no ambiente externo.

No entanto, a necessidade de maior rapidez na construção com o consequente uso de materiais mais leves, a necessidade de maiores vãos de aberturas de esquadrias para maior integração com a paisagem e o ambiente externo e necessidade de maior quantidade de luz nos ambientes leva à utilização de elementos de fachada com baixa capacidade térmica.

Recomendações para compensar a baixa capacidade térmica são a redução da intensidade da radiação solar pelas aberturas utilizando a melhor orientação solar, ou a instalação de elementos de sombreamento quando a orientação solar não for favorável ou vidros com propriedades de redução da radiação solar. A contribuição dessas variáveis é tão mais significativa quanto menor a capacidade térmica dos elementos que compõem a fachada. Outros elementos que interferem na inércia térmica são as cores das superfícies externas, a ventilação dos ambientes, além de isolação térmica da cobertura e contato com o solo (ARCELOR, 2004; AKUTSU e BRITO, 2014).

No caso das fachadas de edificações multiandares, e dependendo do número de andares, as duas variáveis isolamento da cobertura e contato com o solo terão pouca interferência no desempenho térmico total das fachadas.

A ABNT NBR 15220-2 (2005) estabelece os métodos de cálculo e apresenta valores indicativos de condutividade térmica e de calor específico para diversos materiais de construção em função de sua densidade de massa aparente. O Quadro 8 traz valores indicativos de alguns materiais utilizados na tecnologia de fachada em chapas delgadas estruturadas em LSF.

Quadro 8 – Dados térmicos de materiais utilizados na tecnologia de fachada em chapas delgadas estruturadas em LSF Fonte: ABNT NBR 15220-2 (2005) Densidade de massa aparente (p) (Kg/m³) Condutividade térmica (λ) W/ (m.K) Calor específico (c) KJ/ (Kg.K) Gesso acartonado 750- 1000 0,35 0,84 Lã de vidro 10-100 0,045 0,70 Lã de rocha 20-200 0,045 0,75 Fibro cimento A 1800-2200 0,95 0,84 Fibro cimento B 1400-1800 0,65 0,84