Ciclo Construir emCaixilharias de Vidro

Critérios de selecção de caixilharias

Ordem dos Arquitectos Secção Regional Norte2010-06-19

Armando PintoEngº Mecânico

NAICI/DED

Armando Pinto

Sumário

>Segurança na utilização

>Aspectos de desempenho térmico

>Desempenho mecânico e funcional (outra sessão)

Armando Pinto

Armando Pinto

Caixilharia exterior

Armando Pinto

Caixilharia exterior

Armando Pinto

Armando Pinto

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Armando Pinto

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;

>Economia de energia e isolamento térmico.

Armando Pinto

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.

Armando Pinto

Armando Pinto

Fachada-cortina

Armando Pinto

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

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

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.

Armando Pinto

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.

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

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Armando Pinto

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.

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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.

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Armando Pinto

Aspectos complementares

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Armando Pinto

Aspectos complementaresR

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Armando Pinto

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.

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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:

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Armando Pinto

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

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Armando Pinto

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.

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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.

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Armando Pinto

Limpeza de envidraçados a partir do interior

Seg

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Armando Pinto

Segurança na limpezaQuando 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.

Seg

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Armando Pinto

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.

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Armando Pinto

Zona de alcance

>Caso contrário prever meios de actuação àdistância S

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Armando Pinto

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 poderáser 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, estes devem estar a uma distância não superior a 0,8 m.

Seg

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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. S

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Armando Pinto

Impacto em folhas abertas

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Armando Pinto

Resistência ao ventoS

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Armando Pinto

Armando Pinto

Rotura vidro recozido devido ao Choque térmico

Cho

que

Tér

mic

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Armando Pinto

Choque térmicoA 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.

Cho

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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)

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Armando Pinto

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.

Cho

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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

Cho

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Armando Pinto

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

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Análise do estado de tensãoC

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Análise do estado de tensão PT vs FR

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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.

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Armando Pinto

Caso de estudo

Medições no Edifício Pertejo

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T3 - T exterior

T4 - Tinterior

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T2 - Gola vidro interior A

T6 - Gola vidro interior B

T1 - Sup. Exterior vidro A

T5 - Sup. Exterior vidro B

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Radiação solar

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IgobEnvidraçado

IgobHor

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Caso de estudoTemperatura no centro do vidro interior

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T7 - Tsup. Interior vidro

Calc T Vidro int

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Vidro temperado EN 12150Heat 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.

> De acordo com a norma EN 14179-1 [30] é previsível uma rotura por cada 400 toneladas de vidro temperado com heat soak, bem como é referido que é impossível garantir a ausência de roturas devido aos NiS

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).

Armando Pinto

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

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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

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Coeficiente de transmissão térmica do vidro - Ug

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Transmissão de calor: condução Uw

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PVC Madeira Alumínio com CT Alumínio Parede, Lim MaxRegulamentar

Parede dupla

Tipo de caixilharia

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I2I1

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VD1

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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)

Armando Pinto

Uf corte térmico

Armando Pinto

Transmissão de calor: condução

Uwdn [W/m2K]

Armando Pinto

Uwdn

Armando Pinto

Rccte – Uwdn de Referência para cálculo de Ni e Nv

Reg

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Armando Pinto

2,9W/m2K*

KmWKmWCPara

KmWKmWCPara

.2/0,6987

20272/9,2º18

.2/2,51416

25302/9,2º20

=×

=×

Portaria publicada dia 8 de Junho 2010 - ReabilitaçãoDedução 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

também se encontra claramente incluída nesta medida pois dai resulta directamente o maior isolamento do edifício ?

Armando Pinto

Armando Pinto

Ponte térmica contorno do vão

Armando Pinto

Permeabilidade ao ar caixilhariaPermeabilidade 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

wA.n

PCV

∆=&

Armando Pinto

RCCTE - QAI

Armando Pinto

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

VidroExterior Interior

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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.

Armando Pinto

Efeito sombreamento pala

Armando Pinto

Soluções de palas

Armando Pinto

Dimensionamento palas

Armando Pinto

Requisito mínimo de qualidade –protecção solar dos vãos envidraçados -OBRIGATÓRIO

Reg

ulam

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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/Aenv15,0)2.QuadroIX(g

gFfFo×

≤××

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

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Edifício - Inércia térmica

Armando Pinto

Optimização Vãos envidraçados - escritórios

Armando Pinto

Soluções não tradicionais

Armando Pinto

Optimização Vãos envidraçados

Armando Pinto

Tec. solares passivas - aquecimento

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Ciclo Construir emCaixilharias de Vidro

Critérios de selecção de caixilharias

Ordem dos Arquitectos Secção Regional Norte2010-06-19

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NAICI/DED