Janelas - Laboratório de Eficiência Energética em Edificações

Eficiência Energética 

em Janelas 

Deivis Luis Marinoski

ESTRUTURA DO TRABALHO 

⇒ Introdução 

⇒ Tecnologias disponíveis hoje 

⇒ Impacto do aumento da eficiência das 

janelas 

⇒ Pesquisa e desenvolvimento de novos 

produtos 

⇒ Sistema de certificação e selagem 

⇒ Considerações para seleção de janelas 

⇒ Situação no Brasil 

⇒ Conclusões

INTRODUÇÃO 

1. Importância das janelas para a edificação 

• “Janelas são os olhos da casa” 

• Controle da entrada de luz e do fluxo de ar; 

• Contato visual; 

• Proporcionam isolamento, 

segurança e privacidade; 

• Atribuem estética e beleza 

ao projeto; 

• Influenciam no consumo de 

energia da edificação;

INTRODUÇÃO 

2. Um breve histórico 

• As casas primitivas não tinham janelas; 

• Um buraco para saída de fumaça pode ser considerado 

como sendo a primeira forma de janela; 

• A saída de fumaça melhorava a qualidade do ar interno; 

• Este buraco proporciona entrada de luz, mas também a 

perda de calor; 

• Uma folha de fechamento - transformando a janela em 

uma espécie de segunda porta;

INTRODUÇÃO 

2. Um breve histórico (continuação) 

• Uma abertura na parede - poderia tanto ser aberta para 

entrada de ar e luz, ou fechada para segurança e proteção; 

• A primeira janela de vidro transparente foi usada nos 

tempos romanos; 

• No século XVII a produção de chapas de vidro é tem um 

grande desenvolvimento na França; 

• A partir do século XIX muitas inovações foram vistas e 

disponibilizadas para o público em geral (vidros maiores, 

mais resistentes, de maior qualidade);

INTRODUÇÃO 

2. Um breve histórico (continuação) 

• Edificações usavam essencialmente um tipo de vidro: o 

vidro claro de pano único; 

• Anos 50 – Inglaterra: técnica de produção 

de vidro “float”; 

• Nos anos de 1965 à 1990: um grande avanço 

tecnológico com o aumento da qualidade das superfícies 

e melhora da isolação.

INTRODUÇÃO 

3. Características energéticas das janelas 

Pode-se considerar três tipos de fluxo de 

energia através das janelas como sendo 

principais: 

• Perdas e ganhos de calor (não 

solar) na forma de condução, 

convecção e radiação; 

• Ganho de calor solar na forma de 

radiação; 

• Trocas de ar (ventilação e 

infiltração).

TECNOLOGIAS DISPONÍVEIS 

1. Vidros duplos; 

2. Vidros e filmes múltiplos; 

3. Vidros tingidos; 

4. Vidros e filmes reflexivos; 

5. Camadas de baixa emissividade e 

espectralmente seletivas; 

6. Gás de baixa condutividade; 

7. Espaçadores termicamente melhorados; 

8. Materiais para esquadrias 

e para vedação.


1. Vidros duplos 

Características: 

• Aumento da resistência térmica 

• Pequena redução da transmissão de luz 

• Melhor desempenho térmico com espaço 

igual a 12mm entre os panos quando 

preenchidos por ar 

Aplicações: 

• Construções com necessidades de 

aquecimento ou resfriamento (uso 

freqüente do ar-condicionado)


2. Vidros e filmes múltiplos 


• Aumento da resistência térmica (maior 

que os vidros duplos) 

• Menor condensação durante o inverno 

• Visibilidade é reduzida com cada 

camada adicional 

• Redução do Ganho de calor solar 

• Problema: aumento da espessura da 

janela 

Aplicações: 

• Climas Frios (onde a redução da perda 

de calor é a prioridade) 

• Climas bastante quentes


3. Vidros tingidos 


• Absorvedores de calor 

• Menor transmissão de luz, 

(tradicionais – bronze e cinza) 

• Vidros com cores alternativas podem 

manter a passagem de luz 

(espectralmente seletivos – azul e verde) 

Aplicações: 

• Edificações comerciais 

• Climas quentes (redução do 

ganho de calor solar quando 

associados a outras tecnologias) 

• Situações onde a redução do brilho do 

ambiente externo é desejável


4. Vidros e filmes reflexivos 


• Redução do ganho de calor solar 

• Redução da passagem de luz 

• Problema: podem produzir efeito 

exterior de espelho 

Aplicações: 

• Edificações comerciais 

• Climas quentes (redução do ganho 

de calor solar) 

• Situações onde a redução da 

claridade é desejável



espectralmente seletivas 


• Reflexão de radiação em onda longa 

(redução da perda de calor no inverno) 

• Redução da ocorrência de condensação 

• Reflexão da radiação solar (redução do 

ganho de calor no verão) 

• Mantêm boa visibilidade 

Aplicações: 

• Climas frios: camadas de Baixa 

emissividade 

• Climas quentes: camadas de seleção 

espectral



espectralmente seletivas (continuação) 

Espectralmente seletiva 

Vidro claro 

Alta Transmissividade


6. Gás de baixa condutividade (Argônio, Kriptônio, 

hexafluoreto de enxofre e dióxido de carbono) 


• Aumento da resistência (redução da 

perda/ganho de calor por condução) 

• Aumento Redução da ocorrência da 

condensação 

• Não afeta a transmissão da luz visível 

Aplicações: 

• Climas frios onde a redução da perda de 

calor seja a prioridade


7. Espaçadores termicamente melhorados 


• Redução da perda de calor pela por condução 

• Mantêm a temperatura mais elevada na borda 

dos vidros reduzindo a condensação 

Aplicações: 

• Climas frios (onde a redução 

da perda de calor é a prioridade)


8. Novos materiais para esquadrias e vedação. 

Esquadrias: 

• Alumínio (thermal break) 

• Alumínio com madeira 

• Madeira e vinil (PVC) 

• Vinil 

• Fibra de vidro 

Vedações 

• Mais duráveis e com melhor 

desempenho

IMPACTO DO AUMENTO DA EFICIÊNCIA 

=> O aumento da eficiência efici ncia das janelas gera 

influências influ ncias a curto e longo prazo: 

Custo Prazo: 

• Melhoria do conforto; 

• Redução do valor da conta de energia. 

Longo Prazo (a nível nacional e global): 

• Maior oferta de energia; 

• Redução do custo da energia; 

• Redução da emissão de poluentes e aquecimento 

global.


Desempenho energético anual com diferentes tipos 

de janelas em 4 climas dos EUA (aquecimento) 

~39% 

Estação Fria 

~48% 

~43% 

~39% 

1 Btu = 0,293 kWh


Desempenho energético anual com diferentes tipos 

de janelas em 4 climas dos EUA (resfriamento) 

~36% 

Estação Quente 

~32% 

~33% 

~42%


Para o EUA: 

=> As janelas geram um custo adicional de energia de 

U$ 9,3 bilhões. 

• Estima-se que se todas as janelas compradas de 

1996 à 2010 (15 anos) incorporassem filmes de 

baixa emissividade, gás de baixa condutividade ou 

outras tecnologias disponíveis, esta conta poderia 

ser reduzida em 25% ou seja mais de U$ 2 bilhões 

até 2010 (LBNL). 

De maneira geral percebe-se: 

• Um grande potencial de conservação de energia 

• Fonte de suprimento sem grandes 

investimentos e impactos ambientais

PESQUISA E DESENVOLVIMENTO DE 

NOVOS PRODUTOS 

• Nos últimos anos tem ocorrido um grande progresso 

na melhoria da eficiência energética de janelas; 

• Na década de 70 o uso de camadas especiais e gás 

de baixa condutividade ainda eram vistas como algo 

distante, no entanto hoje são produtos comuns; 

• Tempo de pesquisa e desenvolvimento tem sido 

encurtado e a introdução do novos produtos no 

mercado tem sido acelerada; 

• É difícil dizer agora quais das muitas pesquisas de 

produtos que estão sendo realizadas hoje, irão 

encontrar lugar no mercado futuramente.



“SUPERWINDOWS 

SUPERWINDOWS” => Janela com todos os elementos 

disponíveis para aumentar o isolamento. 


• Alta resistência térmica 

• Reduz a perda de calor no 

inverno e ganhos no verão 

• Visibilidade é significativamente 

diminuída com o adição do 

maior número de camadas 

Aplicações: 

• Climas frios (redução da perda de calor) 

• Grandes áreas envidraçadas



“COOL COOL WINDOWS” WINDOWS => 

=> Janelas que admitem a passagem 

da luz visível enquanto rejeitam grande parte do calor solar 

da porção infra vermelha. 

AEROGEL => Material na forma de espuma, a base de sílica 

( 4% sílica e 96% ar) com características de isolamento e 

transparência. 

“SMART SMART WINDOWS” WINDOWS => S 

=> São o janelas capazes de mudar 

dinamicamente suas propriedades para controle da 

passagem de luz e fluxo de calor. Utilizam camadas 

microscopicamente finas que mudam suas propriedades em 

resposta a luz, calor e sinais elétricos. el tricos.

SISTEMA DE CERTIFICAÇÃO E SELAGEM 

NFRC (National National Fenestration Rating Council) Council 

⇒ É uma organização sem fins lucrativos, de parceria 

pública e privada, criada para a industria de janelas, 

portas e aberturas dos EUA. 

⇒ Tem por objetivo principal fornecer informações 

precisas de desempenho energético de janelas, portas e 

aberturas. 

⇒ Desde de seu início em 1989, o NFRC tem tido sucesso 

na análise e certificação do desempenho de aberturas 

residenciais. Atualmente existem mais de 81 mil 

produtos cadastrados.


Sistema de selagem 

O NFRC estabeleceu um sistema nacional voluntário de 

avaliação e selagem energética de aberturas. Este sistema 

avalia as seguintes propriedades: 

1. Transmitância térmica; 

2. Coef. de ganho de calor solar (SHGC); 

3. Transmissão de luz visível; 

4. Infiltração de ar. 

O NFRC não faz: 

• Separação entre boas janelas e más janelas; 

• Estabelecer padrões mínimos de desempenho.


Como é realizada a certificaçã certificação? 

o? 

O NFRC : 

1. desenvolve padrões (normas) para que as avaliações dos 

produtos ocorram de maneira uniforme; 

2. revê e aprova ferramentas de simulação computacionais e 

procedimento de testes para obtenção de avaliações térmicas 

precisas; 

3. mantêm uma listagem de laboratórios qualificados para 

realizarem testes e simulações a fim de determinar o 

desempenho térmico dos produtos; 

4. fornece os resultados para um agente independente avaliar e 

rever a documentação, conduzir inspeções e aprovar a 

certificação e selagem; 

5. licencia fabricantes a utilizarem os selos de certificação em 

seus produtos.


Programas Computacionais para simulação 

• WINDOWS 

Programa realiza o cálculo de índices de 

desempenho térmico em janelas 

(Transmitância, SGHC, SC,VT). Este 

programa atende aos padrões da NFRC 

para realização de avaliação de produtos. 

• RESFEN 

Realiza o cálculo do consumo e o custo anual 

de energia para aquecimento e resfriamento 

devido ao sistema de aberturas. Também 

calcula a contribuição das janelas para o pico 

de carga de térmica.


Programas Computacionais para simulação 

• THERM 

Programa utilizado para análise bidimensional 

da transferência de calor em componentes de 

construção como: janelas, paredes, 

fundações, portas, tetos, etc. 

• OPTICS 

Programa para análise da propriedades óticas 

dos sistemas envidraçados.


Quando um fabricante decide certificar seus 

produtos, ele os submete a uma avaliação mais 

precisa em relação ao desempenho energético. Isso 

ajuda tanto consumidores, projetistas, construtores 

bem como o próprio fabricante. 

Benefícios: 

• Consumidor: economia de energia e dinheiro; 

• Projetista: especificação de produtos para minimizar 

a carga térmica de resfriamento e aquecimento, 

aproveitamento da luz natural; 

• Construtores: proporcionar conforto e eficiência 

energética.


O selo NFRC 

• O selo NFRC tem a função de ajudar a determinar qual produto 

apresenta melhor desempenho em relação ao aquecimento, 

resfriamento, isolação ao vento, resistência à condensação, etc. 

• Com isso é possível compara os produtos e tomar a melhor 

decisão na hora da compra.


Marca da 

NFRC 

Nome do 

fabricante 

Nome da 

agência 

independente 

Descrição 

do produto


Transmitância: 

(1 Btu/h/ft² °F = 5.678 W/m² °C) 

Coef. Ganho de calor solar: 

É a medida do calor solar que 

é transmitida para o interior do 

ambiente (valor entre 0 e 1) 

Transmissão de luz: 

É o percentual ou fração do 

espectro visível, sensível ao 

olho, que é transmitido pelo 

vidro (valor entre 0 e 1) 

Infiltração de ar: 

(1 cfm/ft² = 0,305 m³min/m²) 

Valores adicionais de 

desempenho: Resistência a 

condensação (valor expresso 

entre 0 e 100)

CONSIDERAÇÕES PARA SELEÇÃO 

DE JANELAS 

APARÊNCIA 

• Tamanho e forma 

• Estilo 

• Materiais da esquadrias 

• Tipos de Vidros 

FUNÇÃO 

• Iluminação natural 

• Controle de luminosidade 

• Conforto térmico 

• Resistência a condensação 

• Ventilação 

• Controle sonoro 

• Manutenção e durabilidade 

? 

PERFORMANCE ENERGÉTICA 

• Propriedades energéticas básicas 

• Desempenho durante os períodos 

quentes e frios 

• Impactos no o pico de carga 

• Potencial de manter a desempenho 

energético a longo prazo 

CUSTO 

• Custo inicial da janela e 

instalação 

• Custo de manutenção 

• Freqüência de substituição 

• Custo inicial do sistema de 

aquecimento/resfriamento 

• Custo anual de energia com 

aquecimento/resfriamento

JANELAS NO BRASIL 

De maneira geral, no Brasil, projetistas, proprietários e 

construtores não tem uma grande preocupação com o a 

eficiência energética das aberturas. 

Normas técnicas a serem consideradas em projetos de caixilharia 

NBR 10821 - Caixilhos para edificação - Janelas - Especificação 

NBR 6485 - Caixilhos para edificação - Janela, fachada-cortina e porta 

externa - Verificação da penetração de ar - Método de Ensaio 


externa - Verificação da estanqueidade à água - Método de Ensaio 


externa - Verificação do comportamento quando submetido a cargas 

uniformemente distribuídas - Método de Ensaio


Lentidão no cumprimento das normas: 

• Dificuldade de levar a informação a milhares de 

pequenos fornecedores e construtores. 

• A mentalidade de muitos empresários que não investem 

em mudanças uma vez que o mercado continua fiel. 

Problema: Desconhecimento técnico dos fabricantes: 

• O mercado brasileiro é compartilhado por milhares de 

pequenas empresas espalhadas pelo país


• Esquadrias : Aço e madeira tem as linhas mais 

populares e preços mais acessíveis. 

• O setores PVC e alumínio são os setores mais 

organizados. 

Estima-se: 

Utilização de esquadrias no Brasil 

AÇO/FERRO 

40% 

PVC 

1% 

ALUMÍNIO 

19% 

MADEIRA 

40%

CONCLUSÕES 

1. Pesquisa, desenvolvimento, e uso de novas 

tecnologias estão bastante avançados no exterior, 

associada à uma preocupação com conservação de 

energia; 

2. No Brasil o processo ainda está iniciando. 

• Chegada de novas tecnologias (que precisam ser 

adaptadas a nossa realidade) 

• Desenvolvimentos de Normas e padronizações 

• Organização dos setor 

• Conscientização

REFERÊNCIAS 

• CARMODY J.; SELKOWITZ S.; HESCHONG L. 

Residential Windows – a guide to new 

tecnologies and energy performance, 1996. 

• Selecting Windows for Energy Efficiency. 

DOE and LBNL, 1997. 

• National Fenestration Rating Council: 

http://www.nfrc.org 

• Lawrence Berkeley National Laboratory: 

http://windows.lbl.gov/ 

• Revista Projeto Desig: 

http://www.arcoweb.com.br

Janelas - Laboratório de Eficiência Energética em Edificações

You also want an ePaper? Increase the reach of your titles

Delete template?

Save as template?