Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2013. / Submitted by Alaíde Gonçalves dos Santos (alaide@unb.br) on 2014-05-13T13:44:42Z No. of bitstreams: 1 2013_AnaCarolinaFernandesMaciel.pdf: 5770057 bytes, checksum: 9ba6dcdc2c6effe5524c9dca50b4b247 (MD5) / Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2014-06-04T12:25:23Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_AnaCarolinaFernandesMaciel.pdf: 5770057 bytes, checksum: 9ba6dcdc2c6effe5524c9dca50b4b247 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-06-04T12:25:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_AnaCarolinaFernandesMaciel.pdf: 5770057 bytes, checksum: 9ba6dcdc2c6effe5524c9dca50b4b247 (MD5) / A arquitetura atual brasileira de edificações de múltiplos pavimentos vem se modificando nos últimos anos, sobretudo em relação às fachadas ou vedações verticais externas. Estas modificações tem se dado por meio da introdução de novos materiais de revestimento. Várias vantagens são apontadas em relação ao uso da fachada ventilada – nova tipologia deslocada do substrato formando uma camada de ar ventilada - tais como a rapidez de execução, a manutenção e a facilidade de desconstrução. Ressalta-se a importância de estudos da energia gasta durante o ciclo de vida das fachadas, além da quantidade de material (massa), para que se possam gerar especificações mais sustentáveis. Neste estudo foram quantificadas e analisadas a Energia Incorporada Inicial (EIi), a Energia Incorporada Operacional (EIo) e a Energia Incorporada Recorrente (EIr) de três tipologias de Fachadas Ventiladas: Fachada Ventilada de Placas Pétreas - FVPP, Fachada Ventilada de Porcelanato - FVPo e Fachada Ventilada de Alumínio Composto - FVACM para uma Edificação Habitacional Modelo (EHM) típica do Plano Piloto de Brasília-DF, além de uma análise comparativa de desempenho térmico das tipologias. O estudo apontou que a EIo foi a mais significativa em todas as tipologias, confirmando resultados de outros estudos realizados, nacionais e internacionais. A EIr foi a de menor valor, pelas tipologias estudadas terem materiais com vida útil de Projeto (VUP) igual ou superior a vida útil da edificação. A FVACM apresentou a menor Energia Total e a maior EIi e EIr. A FVPo e FVACM apresentaram valores similares de EIi, porém a FVACM apresentou massa muito inferior as demais tipologias, enquanto a FVPP apresentou a maior massa e menor EIi. Em relação a EIo a FVACM se mostrou a mais eficiente, ou seja, com o menor valor, porém em relação às horas de desconforto por calor a FVPo teve os melhores resultados. _______________________________________________________________________________________ ABSTRACT / The current Brazilian architecture of multiple floors buildings has been changing in recent years, especially towards façades or vertical external sealing. These changes have been happening by means of the introduction of new coating materials. Several advantages are pointed regarding the use of ventilated façades – new typology detached from substrate forming a ventilated air layer - such as installation speed, the maintenance and easiness of deconstruction. It emphasizes the importance of studies of the consumed energy during the life cycle of facades, and the amount of material (mass), so it can generate more sustainable specifications. In this work it was analyzed and quantified Initial Embobied Energy (IEE), Operating Embobied Energy (OEE) and Recurring Embobied Energy (EIR) or Maintenance Embobied Energy of three typologies of Ventilated Facades: Ventilated Facade of Stones - FVS, Ventilated Facade of Porcelain - FVPo and Ventilated Facade of Aluminum Composite Material - FVACM for a typical Pilot Plan of Brasília-DF Residential Building Model (RBM), including a comparative analysis of the typologies thermal performance. The study pointed out that the OEE has been the most significant in all typologies, confirming results of other studies, national and international. The EIR was the lowest value, because the typologies studied have the project lifetime (PLF) equal or superior to the building lifetime. The FVACM presented the lowest total energy and biggest EII and EIR. The FVPo and FVACM produced similar values of EII, however FVACM presented much lower mass than other typologies, while FVPP showed the highest mass and lowest EII. Regarding the EIO FVACM proved the most efficient, in other word, with the lowest value, however in relation to the hours of heat discomfort the FVPo had the best results.

O objetivo desta pesquisa foi avaliar o desempenho térmico de brises transparentes, por meio de medidas em células-teste construídas em escala 1:1, na cidade de Campinas, São Paulo. Trata-se de um estudo que faz avaliação comparativa das temperaturas internas e superficiais dos brises e do vidro da janela em seis células-teste, quatro delas protegidas com brises transparentes horizontais e verticais combinados, constituídos por vidros, outra protegida com brise-soleil metálico horizontal e uma sem dispositivo de proteção solar, sendo esta considerada de referência. Foram selecionados quatro tipos de vidro com diferentes características ópticas: vidro float comum incolor, vidro impresso mini-boreal, vidro float comum azul e vidro refletivo metalizado a vácuo prata médio. Foi possível concluir que os brises de vidro refletivo prata, float azul e impresso possuem um desempenho térmico similar entre si e ao brise metálico estudado, e que o brise de vidro float incolor não apresenta um resultado de desempenho térmico satisfatório. Com relação aos procedimentos de medidas de campo, foram verificadas as modificações necessárias, para trabalhos futuros que tenham o mesmo objetivo dessa pesquisa, ou similares a esse. Além da avaliação do desempenho térmico, foi também iniciada uma avaliação do desempenho luminoso dos brises. Por meio das medidas dos níveis de iluminação natural dentro das células-teste constatou-se que o brise de vidro impresso apresentou um ótimo desempenho luminoso e que o brise de vidro refletivo prata reduziu significativamente a iluminância dentro da célula-teste, obtendo um desempenho luminoso inferior até mesmo ao brise metálico / This research intended to evaluate thermal performance of transparent solar protections using measurements in full scale test cells, located in the city of Campinas, São Paulo, Brazil. Surface (window and shading device) and internal air temperatures were compared for six test cells. One of them was unprotected, for reference purposes, another was obstructed with a metallic shading device and the other four had transparent glass horizontal and vertical shades installed. Four different types of glass with different optical properties were selected: float clear glass, mini-boreal printed glass, float blue glass and metallic silver reflective glass. The results of the thermal appraisal showed that silver reflective glass, float blue and printed glass shadings achieved similar performance, not very different to the ones obtained for the metallic shading device. Therefore the float clear glass shading did not attain a satisfactory result. The field measurements procedures were also evaluated and test cells characteristics problems were identified, in order to suggest changes for future research in this area. This research began to evaluate light performance of the same solar protections. For light performance evaluation were measured the daylight in the center of each test cell and outside. It was concluded that printed glass shadings presented very good results and silver reflective glass reduced the daylight inside the test cell

O objetivo desta pesquisa foi avaliar o desempenho térmico de brises transparentes, por meio de medidas em células-teste construídas em escala 1:1, na cidade de Campinas, São Paulo. Trata-se de um estudo que faz avaliação comparativa das temperaturas internas e superficiais dos brises e do vidro da janela em seis células-teste, quatro delas protegidas com brises transparentes horizontais e verticais combinados, constituídos por vidros, outra protegida com brise-soleil metálico horizontal e uma sem dispositivo de proteção solar, sendo esta considerada de referência. Foram selecionados quatro tipos de vidro com diferentes características ópticas: vidro float comum incolor, vidro impresso mini-boreal, vidro float comum azul e vidro refletivo metalizado a vácuo prata médio. Foi possível concluir que os brises de vidro refletivo prata, float azul e impresso possuem um desempenho térmico similar entre si e ao brise metálico estudado, e que o brise de vidro float incolor não apresenta um resultado de desempenho térmico satisfatório. Com relação aos procedimentos de medidas de campo, foram verificadas as modificações necessárias, para trabalhos futuros que tenham o mesmo objetivo dessa pesquisa, ou similares a esse. Além da avaliação do desempenho térmico, foi também iniciada uma avaliação do desempenho luminoso dos brises. Por meio das medidas dos níveis de iluminação natural dentro das células-teste constatou-se que o brise de vidro impresso apresentou um ótimo desempenho luminoso e que o brise de vidro refletivo prata reduziu significativamente a iluminância dentro da célula-teste, obtendo um desempenho luminoso inferior até mesmo ao brise metálico / This research intended to evaluate thermal performance of transparent solar protections using measurements in full scale test cells, located in the city of Campinas, São Paulo, Brazil. Surface (window and shading device) and internal air temperatures were compared for six test cells. One of them was unprotected, for reference purposes, another was obstructed with a metallic shading device and the other four had transparent glass horizontal and vertical shades installed. Four different types of glass with different optical properties were selected: float clear glass, mini-boreal printed glass, float blue glass and metallic silver reflective glass. The results of the thermal appraisal showed that silver reflective glass, float blue and printed glass shadings achieved similar performance, not very different to the ones obtained for the metallic shading device. Therefore the float clear glass shading did not attain a satisfactory result. The field measurements procedures were also evaluated and test cells characteristics problems were identified, in order to suggest changes for future research in this area. This research began to evaluate light performance of the same solar protections. For light performance evaluation were measured the daylight in the center of each test cell and outside. It was concluded that printed glass shadings presented very good results and silver reflective glass reduced the daylight inside the test cell

Neste trabalho é realizada a avaliação do desempenho solar e luminoso de chapas metálicas com diferentes padrões de perfurações empregados para proteção solar na envoltória das edificações. Foram ensaiadas experimentalmente as transmitâncias solar e luminosa em diversos ângulos de incidência de chapas metálicas, chapas expandidas e telhas metálicas, com ou sem pintura, planas ou com conformação espacial. Avaliou-se a relação entre a transmitância e % de perfuração da amostra para incidência da radiação em variadas alturas e azimutes solares, comparou-se o comportamento solar e luminoso de cada amostra e entre amostras com características semelhantes. As normas ASTM E972 Standard Test Method for Solar Photometric Transmittance of Sheet Materials Using Sunlight e ASTM E1084 Standard Test Method for Solar Transmittance (Terrestrial) of Sheet Materials Using Sunlight foram adotadas para medições de campo das amostras. Os resultados mostram que, para todas as amostras, as transmitâncias solar (TS) e luminosa (TL) na perpendicular se assemelham a % de perfuração da amostra; para ângulos diferentes da normal há uma redução conforme a altura solar diminui e que quanto maior for o furo em relação à espessura, menor será a redução. TS/TL decresce conforme a altura solar diminui, exceto para as telhas. Em relação à variação de azimute, para chapas perfuradas sem acabamento ou pintadas, os valores de TS e TL se mantêm praticamente iguais, enquanto que para chapas expandidas e telhas os valores variam. Para as amostras pintadas, TS e TL das amostras com cores claras são maiores do que das amostras com cores médias que por sua vez são maiores do que as amostras com cores escuras. A partir destes resultados e da elaboração da ficha de aplicação dos resultados para variados ângulos, no âmbito do projeto de arquitetura, contribui-se para o emprego apropriado deste tipo de material, além de complementar informações técnicas pouco disponíveis no mercado. Além disso, os dados medidos em campo podem servir de validação para modelagem computacional para uma variação maior de ângulos, e na avaliação de ambientes projetados ou construídos, os dados coletados, em especial os ângulos diferentes da incidência normal, podem ser usados em simulação energética ao longo do ano. / This research focuses on the evaluation of solar and optical performance of metal sheets with different patterns of perforations used as shading devices in the building\'s envelope. Solar and light transmittance were experimentally tested at normal and off-normal incident angles of samples of perforated metal sheet, expanded metal sheets and perforated tile, with or without painting, flat or volumetric shape. The relationship between % perforation of sample and transmittance for off normal angle incidence (height and azimuth) was evaluated. Solar and optical results were correlated for each sample. Samples with similar characteristics such as perforation, painting, hole dimension were compared. ASTM E 972 Standard Test Method for Solar Photometric Transmittance of Sheet Materials Using Sunlight and ASTM E 1084 Standard Test Method for Solar Transmittance (Terrestrial) of Sheet Materials Using Sunlight were adopted for field measurements of the samples. The results show that for all samples, the solar transmittance (TS) and light (TL) perpendicular to the sample is similar to % perforation; for off normal angles there is a reduction as the solar altitude decreases and that the higher the hole relative to thickness, the smaller the reduction. TS / TL decreases as solar height decreases, except for the tiles. Regarding the change in azimuth for perforated sheets with or without painting, the values of TL and TS remains practically the same, whereas for expanded metal and tiles values vary. For the painted samples, TS and TL bright color of the samples are higher than the intermediate color samples which are in turn higher than the samples of dark colors. From the results achieved and with the development of the application table to diferente incident angles, within the architecture field, these results provide information for the appropriate use of such material, plus some additional technical information available in the market. Furthermore, the data measured in the field can serve as validation for computational modeling to a wider range of angles, and also it could be used in buildings\' energy simulations.

Neste trabalho é realizada a avaliação do desempenho solar e luminoso de chapas metálicas com diferentes padrões de perfurações empregados para proteção solar na envoltória das edificações. Foram ensaiadas experimentalmente as transmitâncias solar e luminosa em diversos ângulos de incidência de chapas metálicas, chapas expandidas e telhas metálicas, com ou sem pintura, planas ou com conformação espacial. Avaliou-se a relação entre a transmitância e % de perfuração da amostra para incidência da radiação em variadas alturas e azimutes solares, comparou-se o comportamento solar e luminoso de cada amostra e entre amostras com características semelhantes. As normas ASTM E972 Standard Test Method for Solar Photometric Transmittance of Sheet Materials Using Sunlight e ASTM E1084 Standard Test Method for Solar Transmittance (Terrestrial) of Sheet Materials Using Sunlight foram adotadas para medições de campo das amostras. Os resultados mostram que, para todas as amostras, as transmitâncias solar (TS) e luminosa (TL) na perpendicular se assemelham a % de perfuração da amostra; para ângulos diferentes da normal há uma redução conforme a altura solar diminui e que quanto maior for o furo em relação à espessura, menor será a redução. TS/TL decresce conforme a altura solar diminui, exceto para as telhas. Em relação à variação de azimute, para chapas perfuradas sem acabamento ou pintadas, os valores de TS e TL se mantêm praticamente iguais, enquanto que para chapas expandidas e telhas os valores variam. Para as amostras pintadas, TS e TL das amostras com cores claras são maiores do que das amostras com cores médias que por sua vez são maiores do que as amostras com cores escuras. A partir destes resultados e da elaboração da ficha de aplicação dos resultados para variados ângulos, no âmbito do projeto de arquitetura, contribui-se para o emprego apropriado deste tipo de material, além de complementar informações técnicas pouco disponíveis no mercado. Além disso, os dados medidos em campo podem servir de validação para modelagem computacional para uma variação maior de ângulos, e na avaliação de ambientes projetados ou construídos, os dados coletados, em especial os ângulos diferentes da incidência normal, podem ser usados em simulação energética ao longo do ano. / This research focuses on the evaluation of solar and optical performance of metal sheets with different patterns of perforations used as shading devices in the building\'s envelope. Solar and light transmittance were experimentally tested at normal and off-normal incident angles of samples of perforated metal sheet, expanded metal sheets and perforated tile, with or without painting, flat or volumetric shape. The relationship between % perforation of sample and transmittance for off normal angle incidence (height and azimuth) was evaluated. Solar and optical results were correlated for each sample. Samples with similar characteristics such as perforation, painting, hole dimension were compared. ASTM E 972 Standard Test Method for Solar Photometric Transmittance of Sheet Materials Using Sunlight and ASTM E 1084 Standard Test Method for Solar Transmittance (Terrestrial) of Sheet Materials Using Sunlight were adopted for field measurements of the samples. The results show that for all samples, the solar transmittance (TS) and light (TL) perpendicular to the sample is similar to % perforation; for off normal angles there is a reduction as the solar altitude decreases and that the higher the hole relative to thickness, the smaller the reduction. TS / TL decreases as solar height decreases, except for the tiles. Regarding the change in azimuth for perforated sheets with or without painting, the values of TL and TS remains practically the same, whereas for expanded metal and tiles values vary. For the painted samples, TS and TL bright color of the samples are higher than the intermediate color samples which are in turn higher than the samples of dark colors. From the results achieved and with the development of the application table to diferente incident angles, within the architecture field, these results provide information for the appropriate use of such material, plus some additional technical information available in the market. Furthermore, the data measured in the field can serve as validation for computational modeling to a wider range of angles, and also it could be used in buildings\' energy simulations.