Vidro de alto desempenho

O vidro de alto desempenho permite a transmissão de luz natural, ao mesmo tempo que ajuda a limitar o ganho de calor e a transferência de energia térmica.

Graças às melhorias contínuas no seu isolamento térmico e desempenho de controlo solar, o vidro é um material de construção flexível que pode contribuir para melhorar a eficiência energética dos edifícios. Uma forma de alcançar este desempenho é através da utilização de vidro revestido de alto desempenho, uma parte fundamental do envidraçamento, que permite aos ocupantes do edifício interagir visualmente com o ambiente externo a partir de um interior confortável.

O que é o vidro de alto desempenho e porque o usamos? 

O vidro de alto desempenho em envidraçamentos arquitetónicos pode ajudar a controlar a temperatura dentro de um edifício, fornecendo vários níveis de isolamento térmico e/ou controlo solar. O envidraçamento de alto desempenho pode permitir muita luz natural nos espaços interiores, ajudando a melhorar o conforto dos ocupantes e contribuindo simultaneamente para a eficiência energética do edifício. 

Os revestimentos de vidro de alto desempenho também oferecem aos arquitetos uma vasta gama de opções estéticas em termos de cores, permitindo-lhes selecionar o visual mais adequado ao seu projeto.

Quais são as vantagens do vidro de alto desempenho?

Os revestimentos de alto desempenho oferecem uma série de vantagens no envidraçamento arquitetónico.

Em termos estéticos, o envidraçamento pode ser feito para parecer neutro ou colorido, com o nível desejado de reflexão, transmissão de luz e privacidade. Os arquitetos têm a liberdade de criar fachadas envidraçadas visualmente deslumbrantes que ajudam a integrar o edifício no seu ambiente, refletindo o ambiente envolvente ou mostrando o que acontece dentro de um edifício. Em termos de desempenho energético, o encaminhamento da energia solar e a intensidade do isolamento térmico são afetados. Os revestimentos de alto desempenho podem ajudar a cumprir programas de edifícios ecológicos, como o programa LEED® do Conselho de Edifícios Ecológicos dos EUA e outros requisitos de código energético.

Como funciona o vidro de alto desempenho?

Para compreender como funciona o vidro de alto desempenho, é necessário considerar a forma como o vidro interage com o espectro eletromagnético. 

A superfície da terra recebe a energia solar (ou radiação de ondas curtas) do sol. Essa energia inclui comprimentos de onda ultravioleta, visíveis e de infravermelho próximo que, em conjunto, variam entre 300 e 2500 nm. O vidro revestido de controlo solar pode bloquear uma quantidade significativa desta energia, refletindo e absorvendo parte da mesma.

A radiação de ondas longas inclui comprimentos de onda de 5000 a 50 000 nm. Os revestimentos de alto desempenho em vidro são concebidos para retardar a transferência de calor radiante. Os revestimentos de alto desempenho refletem a radiação de ondas longas (calor) de volta para a estrutura durante os períodos mais frios. 

Desempenho de isolamento térmico do vidro de alto desempenho

A transferência de calor ocorre através de três mecanismos: radiação, condução e convecção. Todos os três tipos de transferência de calor ocorrem dentro de uma unidade de vidro duplo (IGU). 

• A radiação é a transferência de calor por energia eletromagnética, em que a energia das ondas longas se move através do envidraçamento.
• A condução é a transferência de calor num meio (sólido ou gasoso) causada por diferenças de temperatura. Esta transferência é reduzida utilizando árgon dentro da IGU devido à sua condutividade térmica mais baixa em comparação com o ar. Ao longo da borda da IGU, o calor condutor move-se do vidro para o espaçador e de volta para o vidro. Esta transferência pode ser retardada utilizando um espaçador não metálico.
• A convecção é a transferência de calor através de correntes de ar ou gás em movimento lento dentro da IGU.

O desempenho de isolamento refere-se à redução da transferência de calor associada às diferenças entre as temperaturas exterior e interior do ar.

Climas frios

Em climas frios, o desempenho de isolamento é uma vantagem. O vidro duplo térmico pode permitir a entrada de energia das ondas curtas e melhora a retenção de calor no interior do edifício, sendo a energia de ondas longas refletida.

Em climas quentes, o envidraçamento deve reduzir a entrada de energia de ondas curtas, bem como a eventual entrada de energia de ondas longas, o que pode ajudar a diminuir a necessidade de ar condicionado. 

Independentemente do clima, um envidraçamento que reduz a transferência de calor é uma vantagem para o desempenho energético.

O desempenho isolante do envidraçamento pode ser melhorado com a utilização de um revestimento de alto desempenho que seja eficaz na reflexão da energia de ondas longas. Este desempenho também pode ser melhorado adicionando outro painel de vidro à IGU, para que várias cavidades e superfícies revestidas possam contribuir para o desempenho de isolamento.

Como é medido o desempenho de isolamento?

O desempenho de isolamento é medido utilizando um parâmetro chamado "valor U", que descreve a transferência de energia por unidade de tempo, ou seja, a duração necessária para a transferência de energia por unidade de área de envidraçamento e por grau de diferença de temperatura entre as condições exteriores e interiores.

Se um envidraçamento tiver um forte desempenho de isolamento térmico, apenas uma pequena quantidade de energia será transferida e, portanto, o valor U será baixo.

Energia solar e a sua interação com o vidro 

Quando um raio de energia eletromagnética atinge um painel de vidro, alguma da energia pode ser refletida, outra absorvida e a energia restante será transmitida.  

Como é medido o ganho de calor solar? 

O fator solar (valor G) e o coeficiente de ganho de calor solar (SHGC) são usados para medir a energia solar que é transferida para o interior. Tal inclui a transmissão direta e indireta devido à absorção e radiação secundária interna. O fator solar, ou SHGC, é a percentagem decimal da energia solar que é transmitida através de uma composição de envidraçamento. Por exemplo, se 31% da entrada de energia solar passar através do envidraçamento, o valor G ou SHGC é de 0,31 (31%). 

Climas quentes 

Para um projeto de construção localizado num clima quente ou moderado, é preferível um valor g ou SHGC baixo. A colocação da superfície n.º 2 de um revestimento de controlo solar de alto desempenho promove muitas vezes o bom desempenho, pois reflete parte da energia solar recebida antes de esta entrar no envidraçamento. 

Em climas particularmente frios, um valor g ou SHGC mais elevado pode ser benéfico para per‎mitir o ganho de calor passivo.

Tipos de revestimento de alto desempenho e processos de fabrico

Os revestimentos de alto desempenho podem ser divididos em duas categorias: aqueles que são aplicados através de deposição pirolítica (revestimentos duros) e os que são aplicados através de deposição por pulverização (revestimentos macios). As fábricas de produção da Guardian Glass utilizam apenas o processo de deposição por pulverização. 

Revestimentos por pulverização

Os revestimentos por pulverização são aplicados numa máquina de deposição a vácuo de pulverização catódica de magnetrão, separadamente do processo de produção de vidro float. O vidro totalmente formado desloca-se ao longo de um sistema transportador através de uma longa câmara de vácuo onde uma série de materiais é sequencialmente acumulada na superfície do vidro.  Em conjunto, estes materiais têm aproximadamente 1/500 da espessura de uma folha de papel.   

Os revestimentos por pulverização são aplicados com mais precisão do que os revestimentos pirolíticos. Os revestimentos de alto desempenho por pulverização são designs complexos e com várias camadas concebidos para fornecer uma elevada transmissão de luz visível e uma reflexão de luz visível reduzida e diminuir a transferência de calor.

Revestimentos pirolíticos 

Os revestimentos pirolíticos são aplicados durante o processo de produção de vidro float. A superfície superior da fita de vidro é pulverizada com material, normalmente óxido de estanho. À medida que o vidro arrefece, a ligação à superfície solidifica, criando uma ligação forte com elevada resistência ao processamento do vidro durante o fabrico. No entanto, as suas propriedades são muito limitadas devido à sua estrutura simples.

Como é revestido o vidro de alto desempenho? Veja o processo de revestimento por pulverização nesta animação em vídeo.

A influência da prata

Dependendo do requisito de desempenho do revestimento, podem ser necessárias até 15 camadas para alcançar o desempenho desejado. 

Dos materiais que compreendem um revestimento de baixa emissividade, a prata é o mais influente na melhoria do desempenho energético. A seletividade espectral do vidro vai melhorando à medida que são adicionadas mais camadas de prata à composição do revestimento.

Aplicações e utilizações do vidro de alto desempenho 

As aplicações para envidraçamentos arquitetónicos de alto desempenho são abrangentes. Em qualquer aplicação em que o envidraçamento seja uma barreira física entre o interior e o exterior de um edifício, como janelas e fachadas cortina, telhados e claraboias, o envidraçamento de alto desempenho é uma opção a considerar.

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