Ciclo Construir em Caixilharias de Vidro. >Segurança na utilização >Aspectos de desempenho térmico. >Desempenho mecânico e funcional (outra sessão)

(1)

Ciclo Construir em Caixilharias de Vidro

Critérios de selecção de

caixilharias

Ordem dos Arquitectos Secção Regional Norte 2010-06-19 Armando Pinto Engº Mecânico NAICI/DED

Sumário

>

Segurança na utilização

>

Aspectos de desempenho térmico

>

Desempenho mecânico e funcional

(2)

Armando Pinto

(3)

Armando Pinto

(4)

(5)

(6)

Armando Pinto

Exigências essenciais (DPC)

Directiva dos Produtos da Construção

>

Resistência mecânica e estabilidade;

>

Segurança em caso de incêndio;

>

Higiene, saúde e protecção do ambiente;

>

Segurança na utilização;

>

Protecção contra o ruído;

(7)

Segurança na utilização

(vidros e caixilhos)

>

Resistir às acções do vento

>

Vidros tem de resistir à rotura por choque térmico

>

Reduzir o risco de queda em altura (no caso de

guardas e janelas em condições particulares)

>

Reduzir o risco de fermentos das pessoas por:

colisão nos vidros,

ferimento associada a queda de fragmentos de vidro

(depende da dimensão dos fragmentos), corte nas suas arestas, escorregar anti-derrapante no caso de ser utilizado em pavimento;

>

Manobra das folhas e a sua limpeza em condições

de segurança

Armando Pinto

Segurança na utilização

(vidros e caixilhos)

>

A segurança contra incêndio, minimizando o risco

de propagação do fogo;

>

Protecção contra o arrombamento e vandalismo

>

A protecção contra armas de fogo e explosões

>

A arquitectura poderá resolver grande parte

destes risquitos sem onerar as soluções de

caixilharia.

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Armando Pinto

Fachada-cortina

Vidro de segurança:

>

Vidro destinado a minimizar o risco de ferimentos

causados por fragmentos e que deve satisfazer

aos seguintes requisitos:

Resistir ao impacto sem quebrar, satisfazendo pelo

menos à classe 3 de altura de queda da massa de impacto da norma EN 12600.

Se o vidro quebrar no ensaio de impacto, os fragmentos

do vidro não devem ser causa de ferimentos nas pessoas. Ou seja, os fragmentos gerados devem:

oi) ser de pequena dimensão, satisfazendo aos critérios aplicáveis aos fragmentos do vidro temperado, EN 12150;

oii) devem ficar agregados sem cair satisfazendo no mínimo à classe 3B do ensaio de impacto da norma EN 12600.

(9)

Armando Pinto

Exemplos de vidros de segurança:

>

Vidros laminados: em caso de rotura, os

fragmentos do vidro se mantêm aderentes ao

intercalar sem cair, permitindo manter o vidro no

local durante um certo período de tempo.

EN ISO 12543-2.

>

Vidros temperados termicamente: em caso de

rotura, os fragmentos são de pequena dimensão.

EN 12150.

>

Vidro temperado 1,5 m

2,5 m de 12 mm (112

kg). A queda destes fragmentos salvaguarda

ferimentos graves ?

>

Os vidros duplos são vidros de segurança se

ambas as folhas também forem de segurança.

Exemplos de vidros que podem

satisfazer aos requisitos de segurança:

Também se considera que podem satisfazer aos

requisitos de segurança:

>

O vidro aramado que dispõe de uma malha

metálica que permite reter os fragmentos de vidro

em caso de rotura, prevenindo o ferimento e

também a queda de pessoas.

>

Para vidros até 1,1 m × 1,1 m o vidro recozido

com uma espessura de pelo menos 8 mm.

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Armando Pinto

Risco de ferimentos causados

por fragmentos de vidro

Envidraçados situados em zonas onde seja possível

a circulação de pessoas devem satisfazer aos

requisitos de segurança para minimizar o risco de

ferimento dos ocupantes no caso destes colidirem

com o vidro

R is co d e fe rim nt os fr ag m en to s

Zonas de risco - fragmentos

os envidraçados interiores ou exteriores situados em zonas comuns de edifícios de habitação ou de outros edifícios

>Vidros situados na cobertura.

> Podem ser excluídas as portas contendo folhas de vidro recozido com pelo menos 6 mm de espessura e com um dos lados do vidro não superior a 0,25 m e uma área de cada vidro não superior a 0,5 m2.

R is co d e fe rim en to s fr ag m en to s

(11)

Armando Pinto

Vidros a adoptar - fragmentos

>

Deve ser aplicado vidro de segurança ou vidros

que satisfaçam aos requisitos de segurança.

>

Caso contrário (ou em complemento), os

envidraçados situados a menos de 0,8 m do

pavimento devem ser protegidos com guardas ou

similar.

>

Nos envidraçados das coberturas, para evitar a

queda de fragmentos, deve ser aplicado apenas

vidro laminado. No caso de ser aplicado um vidro

duplo, o vidro laminado deve estar do lado

interior. Também deve ser aplicado vidro

laminado do lado exterior caso exista

possibilidade de impacto desse lado.

Aspectos complementares

(12)

Armando Pinto

Aspectos complementares

Segurança contra choques –

visualização do vidro transparente

Para minimizar o risco das pessoas colidirem com

vidros transparentes estes devem ter motivos que

evidenciem a sua presença, apesar dos

envidraçados poderem resistir ao impacto das

pessoas.

vi su al iz aç ão d o vi dr o tr an sp ar en te

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Armando Pinto

Zonas de risco

>Carecem de identificação os vidros com cotas situadas a menos de 0,60 m do pavimento e a mais de 1,50 m do pavimento.

>O vidro é visível quando satisfaz aos requisitos:

Motivos opacos

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Armando Pinto

Risco de queda em altura

O vidro contribui para minimizar o risco de queda em altura quando não se encontra protegido por uma guarda e satisfaz a uma das seguintes condições:

>A zona inferior do envidraçado situa-se a menos de 1,1 m do pavimento, excluindo os envidraçados que confinam com varandas, corredores, terraços ou galerias, ou se situam no rés-do-chão ou nos quais a altura de queda seja inferior a 1,0 m.

>Quando o envidraçado constitui um pavimento ou degraus de escada ou o preenchimento de uma guarda.

R is co d e qu ed a em a ltu ra

Vidros a adoptar

>Devem satisfazer à classe 1B do ensaio de impacto de corpo mole da norma EN 12600, bem como ao ensaio de choque de corpo duro.

>Vidros laminados

>Vidro temperado que resista aos choques referidos, desde que exista uma protecção residual, ie, a existência de perfis situados pelo menos a 0,15 m, 0,45 m e 1,0 m do pavimento.

R is co d e qu ed a em a ltu ra

(15)

Armando Pinto

Segurança na limpeza

>Os vãos devem ser concebidos de forma a permitir a sua limpeza fácil e em condições de segurança a partir do interior, de uma superfície exterior estável (por exemplo, varandas, galerias, corredores) ou a serem facilmente desmontáveis.

>Nos restantes casos devem ser previstos meios que permitam a pessoas especializadas realizar a limpeza em segurança. S eg ur an ça n a lim pe za

Limpeza de envidraçados a partir

do interior

S eg ur an ça n a lim pe za

(16)

Armando Pinto

Segurança na limpeza

Quando a limpeza é efectuada a partir do exterior e os

envidraçados estão a mais de 6 m, o edifício deve dispor de pelo menos um dos seguintes meios:

>uma plataforma de manutenção (por exemplo uma varanda ou uma pala), que terá uma largura mínima de 40 cm e uma altura de protecção de pelo menos 1,2 m de altura.

>equipamento de acesso especial, por exemplo gôndolas, bailéus;

>a limpeza pode ser efectuada com alpinistas, devendo contudo estar previstos pontos fixos de ancoragem no edifício que garantam a resistência adequada para esse trabalho especializado. S eg ur an ça n a lim pe za

Segurança na utilização das

folhas móveis

>As folhas móveis devem ser concebidas e executadas de forma a permitir uma manobra fácil e em segurança e a não ser causa de acidentes

>Forças de manobra limitadas (menos de 10 daN).

>Os dispositivos de comando devem ser facilmente manobráveis e encontrar-se ao alcance dos ocupantes quando estes se encontram em pé, próximos da janela, tanto na operação de abertura como na de fecho da janela.

>Quando os dispositivos de comando se encontram fora da zona de alcance dos ocupantes, será necessária a instalação de mecanismos de actuação à distância.

S eg ur an ça n a ut ili za çã o da s fo lh as m óv ei s

(17)

Armando Pinto

Zona de alcance

>

Caso contrário prever meios de actuação à

distância

Localização dos manípulos

>Nas portas e janelas de sacada os dispositivos de operação devem situar-se entre 0,8 a 1,1 m do pavimento.

>No caso de janelas que abram para o exterior a localização dos fechos deve permitir uma abertura e fecho em

segurança, devendo ser evitada a existência de obstáculos e os dispositivos de fecho devem situar-se entre 1,3 a 1,5 m do pavimento.

>As folhas móveis devem estar providas de apenas um manípulo para actuação do fecho. Em alguns casos poderá ser admissível a instalação de 2 fechos, como por exemplo nas folhas de ventilação, de viseira ou nas folhas não prioritárias das janelas de batente. Quando for necessária a actuação simultânea dos dois fechos para abrir a folha,

ça n a ut ili za çã o da s fo lh as m óv ei s

(18)

Armando Pinto

Impacto em folhas abertas

Quando as folhas móveis das portas e janelas ficam

abertas com uma extensão superior a 10 cm face

ao paramento e confinam com zonas de

circulação, devem ser tomadas medidas

destinadas a limitar o risco de colisão,

nomeadamente:

>

a travessa inferior da folha móvel deve situar-se

acima de 2,0 m de altura do pavimento na

posição fixa de abertura;

>

deve ser restringida a zona de circulação junto da

folha móvel, utilizando elementos de 1,1 m de

altura, ou soluções arquitectónicas que protejam

os ocupantes de colidir com as arestas da folha.

Impacto em folhas abertas

(19)

Armando Pinto

Resistência ao vento

(20)

Armando Pinto

Rotura vidro recozido devido ao

Choque térmico

C ho qu e T ér m ic o

Choque térmico

A rotura do vidro recozido devido ao fenómeno de choque térmico depende de:

> Condições climáticas, radiação solar incidente na fachada, temperatura do ar, velocidade do vento.

> Existência de fontes de calor nas zonas próximas do vidro.

> Existência de sombras projectadas no envidraçado.

> Natureza e constituição do vidro (vidro simples/vidro duplo, características espectofotómetricas de cada chapa de vidro, U).

> Estado de acabamento dos bordos do vidro.

> Natureza da gola do vidro e do contorno do vão.

> Características dos dispositivos de protecção solar do vão ou de motivos decorativos.

(21)

Armando Pinto

Vidros de elevada resistência

ao choque térmico (VRCT)

Para limitar o risco de rotura devido ao choque

térmico devem ser aplicados vidros de elevada

resistência ao choque térmico, por exemplo:

vidro temperado termicamente

vidro termoendurecido

vidro temperado quimicamente

vidro com baixo coeficiente de dilatação

térmica (ex. Vidro borosilicato)

A apreciação do risco de rotura

por choque térmico

>

métodos de cálculo, é determinada a diferença

de temperatura no vidro, permitindo a análise

do estado de tensão (NF P 78-201-1/A1)

>

tabelas com valores da absortância máxima a

não exceder

>

exemplo de soluções para as quais é possível

aplicar vidro recozido sem justificações

complementares.

(22)

Armando Pinto

Situações especificas (VRCT)

> Sistemas VEC com vidros decalados

> Vidros com a mesma face exposta ao ambiente interior e ao ambiente exterior

> Sistemas aquecimento

> Vidros pintados, motivos decorativos

> Envidraçados situados em frente a paredes opacas

> Folhas de correr ou guilhotina, estudar sobreposição das folhas abertas

Apreciação do risco de rotura térmica:

método de cálculo

> A temperatura do vidro é calculada para 3 locais:

zona central do vidro com incidência directa da radiação

solar

zona central do vidro à sombra

bordo do vidro situado na gola à sombra

> A temperatura do vidro deve ser apreciada para condição de Inverno, Meia-estação e Verão

> Devem ser consideradas as condições mais desfavoráveis para DT

> Por defeito é considerada a aplicação de cortina interior preta C ho qu e T ér m ic o

(23)

Armando Pinto

Análise do estado de tensão

Análise do estado de tensão PT vs FR

(24)

Armando Pinto

Caso de estudo

Seria admissível um DT de 25,7 ºC.

Protecções solares pelo interior de cor clara, será possível obter no vidro interior diferenças de temperatura (θ1-θ3) de cerca de 39ºC.

C ho qu e T ér m ic o Armando Pinto

Caso de estudo

Medições no Edifício Pertejo

0.00 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00 30.00 35.00 40.00 45.00 03-03-2005 0:00 04-03-2005 0:00 05-03-2005 0:00 06-03-2005 0:00 07-03-2005 0:00 08-03-2005 0:00 09-03-2005 0:00 T (º C ) T3 - T exterior T4 - Tinterior T7 - Tsup. Interior vidro T2 - Gola vidro interior A T6 - Gola vidro interior B T1 - Sup. Exterior vidro A T5 - Sup. Exterior vidro B

C ho qu e T ér m ic o Radiação solar 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 02-03-2005 0:00 03-03-2005 0:0004-03-2005 0:00 05-03-2005 0:00 06-03-2005 0:0007-03-2005 0:00 08-03-2005 0:00 09-03-2005 0:00 Time (W /m 2 ) IgobEnvidraçado IgobHor

(25)

Armando Pinto

Caso de estudo

Temperatura no centro do vidro interior

5.00 10.00 15.00 20.00 25.00 30.00 35.00 40.00 45.00 03-03-2005 0:00 04-03-2005 0:00 05-03-2005 0:00 06-03-2005 0:00 07-03-2005 0:00 08-03-2005 0:00 09-03-2005 0:00 time T (º C )

T7 - Tsup. Interior vidro Calc T Vidro int

Vidro temperado EN 12150

Heat soak

>Na massa de vidro existem impurezas, nomeadamente sulfuretos de níquel (NiS).

>Para minimizar o risco de rotura espontânea devido às inclusões de NiS, os vidros temperados devem ser submetidos ao tratamento/teste Heat Soak

>Quando for requerido o teste Heat Soak, este deve ser realizado em todos os vidros fornecidos.

(26)

Armando Pinto

Vidro temperado EN 12150

>Dado o teste Heat Soak encarecer o custo do vidro e as roturas causadas pelas inclusões de NiS poderem não ser muito expressivas (1,73% em 17760 paineis de vidros em 8 edifícios com problemas de NiS situados na Austrália), este é um teste que nem sempre é realizado.

>Em função da utilização do vidro temperado deve o projectista avaliar a necessidade de realizar o teste Heat Soak.

>Sendo sempre recomendável realizar o teste Heat Soak, este é imprescindível quando o vidro é utilizado em sistemas sem gola do vidro e nas situações em que a substituição do vidro seja complexa ou demorada, por exemplo em fachadas com vidros exteriores fixos

pontualmente (VEFP) e em fachadas com vidros exteriores colados (VEC).

Balanço térmico do edifício

Ganhos pela envolvente

interior

Ganhos/perdas pela envolvente exterior Ganhos/perdas por infiltração de ar Ganhos pela iluminação Espaço não condicionado Ganhos por radiação solar Ganhos dos equipamentos Ganhos dos ocupantes

(27)

Armando Pinto

Transmissão de calor envidraçados

Q (W)=Uw.Aw.∆T Q(W)=Aw.E.g.s Q(W)=ρcpV.∆T Q(kWh=0,024*A*U*GD

Coeficiente de transmissão

térmica do vidro - Ug

(28)

Armando Pinto

Transmissão de calor: condução Uw

0 1 2 3 4 5 6 7

PVC Madeira Alumínio com CT Alumínio Parede, Lim Max

Regulamentar Parede dupla

Tipo de caixilharia U ( W /m 2 K ) VS VD1 VD2 VS VS I2 I1 I3 VD1 VD2 VD1 VD2 VD1 VD2 S/ Isol C/ 20 mm Isol. C/ 60 mm Isol. VS - Vidro simples (Ug=5,8 W/m2.K)

VD1 - Vidro duplo, lâmina de ar 6 mm (Ug=3,3 W/m2.K) VD2 - Vidro duplo, lâmina de ar 16 mm, ε = 0,05 (Ug=1,5 W/m2.K)

(29)

Armando Pinto

Transmissão de calor: condução

U

_wdn

[W/m

2

_K]

(30)

Armando Pinto

Rccte – Uwdn de Referência

para cálculo de Ni e Nv

R eg ul am en ta çã o T ér m ic a

(31)

Armando Pinto 2,9W/m2K*

K

m

W

K

m

W

C

Para

K

m

W

K

m

W

C

Para

.

2 /

0 ,

6

987 2027

2 /

9 ,

2 º

18 .

2 /

2 ,

5 1416

2530

2 /

9 ,

2 º

20 =

×

=

×

Portaria publicada dia 8 de

Junho 2010 - Reabilitação

Dedução à colecta de IRS para equipamentos e obras que contribuam para a melhoria do comportamento térmico dos edifícios

Medida 6b - Substituição de vãos envidraçados simples por vidros duplos com caixilharia de corte térmico.

perfis de alumínio com corte térmico e vidro duplo Uw= 3,7 W/(m2.K)

perfis de madeira e vidro duplo Uw=3,3 W/(m2.K) perfis de PVC e vidro duplo Uw=3,2 W/(m2.K)

aplicação de uma segunda janela de alumínio com vidro simples Uw=3,1

(32)

Armando Pinto

Ponte térmica contorno do vão

Permeabilidade ao ar caixilharia

Permeabilidade ao ar de caixilharia alumínio - valor médio da constante C (m3/h.m2) Anos Nº janelas ensaiadas Janelas de Correr Janelas Giratórias 1975 a 1979 14 Correr - 10 Gir 0,81 0,23 1980 a 1989 23 Correr - 21 Gir 0,56 0,49 1990 a 2000 42 Correr - 54 Gir 0,52 0,21 1975 a 2000 79 Correr - 85 Gir 0,58 0,28

>janelas giratórios apresentam cerca de metade da permeabilidade ao ar das janelas de correr (C correr ~ 0,58 m3_/hm2_{e C gir~ 0,28}

m3_/h.m2

>Em média as janelas de batente pertencem à classe 3, enquanto as de correr pertencem à classe 2

w

A

.

n

P

C

V

      

∆

=

&

(33)

Armando Pinto

RCCTE - QAI

Ganhos solares

Radiação Solar Transmitida Radiação Solar Reflectida

Radiação Solar Incidente

Fracção da Radiação Solar Absorvida, Transmitida para o Interior

Fracção da Radiação Solar Absorvida, Transmitida para o Exterior

Vidro

(34)

Armando Pinto

Protecções solares

-

Protecções fixas:

-palas, lâminas (… a 0,20);

-vidros especiais: absorventes, reflectantes,

espectralmente selectivos, angularmente selectivos, fotocromáticos, termocromáticos, electrocromáticos, etc (0,85 a 0,10)

-películas reflectantes autocolantes

-

Protecções móveis:

-persianas, portadas, cortinas, estores

-Exteriores g 0,25 a 0,04

-Interiores g 0,69 a 0,30.

(35)

Armando Pinto

Soluções de palas

(36)

Armando Pinto

Requisito mínimo de qualidade –

protecção solar dos vãos envidraçados

-OBRIGATÓRIO

R eg ul am en ta çã o T ém ric a Armando Pinto

Informação complementar:

>De forma a minimizar o risco de sobreaquecimento o requisito de protecção solar deve ser agravado de forma proporcional à área envidraçada:

Apav

/

Aenv

15 ,

0 )

2 .

QuadroIX

(

g

Ff

Fo

×

≤

×

Avidro=1 m2 g=0,5 (V3 inércia média) Ganhos de calor=400 W Avidro=3 m2 g=0,5 (V3 inércia média) Ganhos de calor=1200 W 800 W/m2

(37)

Armando Pinto

Edifício - Inércia térmica

(38)

Armando Pinto

Soluções não tradicionais

(39)

Armando Pinto

Tec. solares passivas - aquecimento

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 4 6 8 10 12 14 16 18 20 Hora Solar F lu x o s o la r in c id e n te ( W /m 2 ) N E S W 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 4 6 8 10 12 14 16 18 20 Hora Solar F lu x o s o la r in c id e n te ( W /m 2 ) N E S W

RGEU

(40)

Ciclo Construir em Caixilharias de Vidro

Critérios de selecção de

caixilharias

Ordem dos Arquitectos Secção Regional Norte 2010-06-19

Armando Pinto

Engº Mecânico