Trabalhos que Enfocam Vidros

Ross et al., 2001, fizeram uma comparação entre resultados experimentais e computacionais de propriedades óticas com dependência angular de vidros de controle solar e vidros com baixa emissividade (Low-E). O objetivo foi de identificar maneiras confiáveis de predizer a dependência angular sem a necessidade de realizar medições ou cálculos detalhados, e resultou no desenvolvimento e validação de dois novos algoritmos preditivos: um modelo híbrido equivalente, baseado em um modelo de aproximação em massa apresentado por Rubin et al., 1999, e que necessita de um arquivo de dados espectrais do vidro a ser avaliado; e um modelo empírico, que considera que os perfis angulares das propriedades óticas dos vidros podem ser simulados através de um polinômio simples. Para os revestimentos estudados a precisão destes algoritmos ficou dentro do intervalo de 1% dos valores obtidos por medições ou por aproximação de Fresnel.

Rubin et al., 1999, procurando determinar a dependência angular das propriedades óticas de vidros (transmitâncias e refletâncias solar e visível), apresentaram resultados de um modelo monolítico (apenas vidro) e um modelo de película fina (considerando vidro mais uma, duas ou três camadas de películas), comparados com os resultados de um modelo estrutural detalhado. Para o desenvolvimento destes modelos computacionais detalhados, levaram em consideração uma série de métodos e modelos já anteriormente apresentados na comunidade científica. Foram gerados dados precisos de dependência angular para uma ampla seleção de vidros revestidos, podendo ser usados para confirmar a validade de qualquer modelo de dependência angular que venha a ser proposto. Após uma avaliação dos resultados, considerando um ângulo de incidência solar de 60°, os autores afirmam que, entre os modelos físicos simplificados que podem ser utilizados com dados padrão, apenas o modelo monolítico tem uma solução exata. Concluiu-se que, “como representação real de uma estrutura de vidro não revestido, o modelo monolítico é bastante preciso, porém, para uma estrutura de vidro revestido este modelo também está próximo”. Dos modelos de película fina, obteve-se que: o modelo com uma camada não acrescenta uma grande melhora na precisão quando comparado com o modelo monolítico; o modelo com duas camadas apenas converge para tipos de revestimentos de estrutura e composição similares; e o modelo com três camadas converge para dois revestimentos similares ao modelo detalhado, além de convergir para casos de revestimentos de estruturas simples.

Fernandes, 1998, avaliou a influência do vidro no consumo de energia em edificações através da medição experimental dos coeficientes de transmissão de luz dos principais tipos de vidro utilizados na construção civil e verificação da influência destes no consumo de energia de uma edificação com condicionamento de ar e iluminação artificial através de simulações

computacionais. Segundo a autora: “o consumo de energia despendido através de aparelhos de ar condicionado é muitas vezes maior do que o consumo com iluminação artificial quando ambos estão presentes na edificação. Isto não significa que não deva haver cuidados com a iluminação artificial e muito menos menosprezo com a iluminação artificial. Significa que na especificação do tipo de vidro utilizado deve ser dada maior atenção às suas características térmicas do que luminosas”.

Chaiyapinunt et al., 2004, estudaram, para a cidade de Bangkok, o impacto de diferentes tipos de vidros e películas no conforto térmico e na transmissão de calor. Foi utilizado como índice de conforto térmico a porcentagem estimada de insatisfeitos (PPD) e como índice de transmissão de calor o ganho relativo de calor (RHG). As análises indicaram para a maioria dos vidros, exceto os reflexivos, o efeito dos valores do PPD devido aos efeitos da radiação solar foram muito maiores que os valores do PPD devido aos efeitos da temperatura superficial dos vidros. A condição em que houve maior desconforto ocorreu quando se utilizou o vidro simples transparente nas janelas. As películas aderidas aos vidros causaram um aumento do PPD devido aos efeitos da temperatura superficial dos vidros, porém causaram uma diminuição do PPD devido aos efeitos da radiação solar. Foi determinado que os valores do PPD devido aos efeitos da radiação solar nos vidros variam linearmente com a transmitância total dos vidros, enquanto que os valores do PPD devido aos efeitos da temperatura superficial dos vidros variam quase que linearmente com a absortância total dos vidros. Já na análise de transmissão de calor, concluiu-se que os valores do RHG devido aos efeitos da radiação solar foram muito maiores que os valores do RHG devido aos efeitos condutivos para quase todos os tipos de vidros estudados. As películas causam uma diminuição do ganho relativo de calor devido à radiação solar, mas possuem pouco efeito no ganho relativo de calor devido à condução. O RHG variou linearmente com a transmitância total dos vidros, porém variou inversamente com a absortância dos vidros.

Duer et al., 2002, tendo em mente a influência das janelas no consumo de energia nas edificações e visando encorajar o desenvolvimento e o uso apropriado de vidros e janelas de alta performance, estão desenvolvendo uma avaliação dos sistemas para janelas e vidros e calculando propriedades termoenergéticas destes sistemas. Foram estudados diferentes tipos de vidros e diferentes tipos de molduras, e foram calculados uma série de propriedades (valor-U, transmitância solar e visível, e a transmitância térmica linear) usando vários programas computacionais. Estas propriedades também foram medidas experimentalmente e uma comparação entre resultados medidos e calculados foi feita. Algumas discrepâncias entre os valores medidos e calculados ocorreram em janelas com camadas de vidros bastante espaçados. Para a moldura de alumínio, a comparação mostrou que devem ser tomados cuidados ao modelar

perfis com resistências térmicas críticas como as causadas por lacunas de ar entre partes altamente condutivas. Os autores concluem que “uma boa consistência foi achada entre os resultados calculados, independentemente de qual programa de cálculo foi usado, e disso pode-se concluir que todos os programas avaliados podem ser usados para cálculo de propriedades termoenergéticas de vidros e janelas”.

Rosa e Lomardo, 2004, considerando a crise ocorrida no setor energético brasileiro no ano de 2001, fizeram um estudo do consumo elétrico de uma edificação com vistas na criação de uma legislação brasileira de eficiência energética. Primeiramente os autores discorrem sobre a falta de planejamento que causou a crise, e em seguida são apresentados alguns resultados de padrões de consumo energético de algumas edificações. Foi feito um estudo de caso paramétrico através da simulação de uma edificação real, onde foram avaliadas variações da razão de área janela-parede, o uso de sombreamento interno, o uso da luz natural como alternativa para diminuir o uso de energia através de iluminação artificial, e dois tipos de vidros, aspectos estes que devem ser considerados como de maior importância para uma futura legislação brasileira de eficiência energética. Foram obtidos resultados gráficos comparativos do consumo energético anual e mensal. Os autores afirmam que, aliando a proporção ideal de janelas nas fachadas ao uso de iluminação natural em uma edificação de escritório, o consumo de energia pode ser reduzido em até 13,4%, e mais ainda se for usado um vidro de baixa emissividade (13,6%) ou cortina interna (14,4%). A conclusão a que chegam é de que apenas otimizar a proporção da área das janelas oferece um significativo potencial de economia no consumo energético e o uso de cortinas interiores pode aumentar consideravelmente a economia.