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Aug 30, 2023

Avaliação Experimental do Desempenho Térmico e Iluminativo Utilizando Vidros Isolados Dinâmicos Duplos

Data: 24 de novembro de 2022 Autores: Abdultawab M. Qahtan & Abdulkarem HM

Data: 24 de novembro de 2022

Autores: Abdultawab M. Qahtan e Abdulkarem HM Almawgani

Fonte:Edifícios2022 , 12(8), 1249; https://doi.org/10.3390/buildings12081249

Projetar janelas em climas quentes que permitam aos ocupantes controlar facilmente suas preferências em uma casa inteligente é de considerável importância. Este artigo visa contribuir para este tópico, examinando o potencial de um sistema de janela inteligente que possui vidros duplos com isolamento dinâmico (DDIG) na prevenção do ganho de calor e maximização da luz do dia em ambientes fechados, considerando a proteção inteligente da privacidade durante o dia e a noite. Um modelo em pequena escala foi desenvolvido para examinar o sistema de janelas proposto. A temperatura da célula de teste, a temperatura da superfície do vidro e o lux de iluminação interna foram investigados.

Os resultados mostraram que o DDIG teve alto controle do calor solar dentro da célula de teste, com uma redução significativa de 2,5 °C em comparação com o envidraçamento comum de vidro translúcido usado na cidade de Najran, na Arábia Saudita. Em altas intensidades de irradiação solar, não foram encontradas diferenças significativas no controle do ganho de calor para a célula de teste entre DDIG colorido (DDIG-colo) e DDIG transparente (DDIG-trans). Uma redução gradual entre DDIG-trans e DDIG-colo foi encontrada com a diminuição da intensidade solar, que foi de 15%, 10% e 8,7% nas intensidades de irradiação de 200, 400 e 600 W/m², respectivamente. As transparências DDIG mantiveram o lux de iluminação com maior redução sob baixa irradiação solar. O DDIG também forneceu proteção de privacidade e concedeu preferências de usuário para conexões externas.

O projeto cuidadoso de janelas em edifícios proporciona economia de energia suficiente [1] e conforto visual adequado para os ocupantes [2]. Em climas quentes, em comparação com as paredes, as janelas são uma importante fonte de ganho de calor [3,4]. A eficiência energética das janelas é obtida principalmente projetando janelas para controlar o ganho de calor solar [1]. O controle do ganho de calor solar através de vidros de janela pode ser feito de duas maneiras. A primeira é bloquear a radiação solar direta, que passa pelo vidro da janela como radiação de ondas curtas e depois forma um efeito estufa no ambiente fechado [5]. Esta abordagem pode ser controlada pelo sombreamento da janela [6].

A segunda maneira é reduzir o fluxo de calor (IR de onda longa) através das janelas, que é determinado pela diferença de temperatura do ar entre o interior e o exterior [7]. Aqui, reduzir a emissividade das superfícies de vidro é uma escolha e pode ser obtido por revestimentos refletivos de calor [8]. No entanto, em climas quentes e áridos, controlar o ganho de calor por vidros de janela convencionais é um desafio. A revisão do mercado da cidade de Najran, na Arábia Saudita, onde este estudo foi realizado, mostrou que as vidraças de janela típicas usadas em edifícios residenciais são vidro translúcido (vidro tipo pinhead PG usado principalmente para fins de privacidade) e vidro colorido. Conseguir privacidade com vidro translúcido tem muitos aspectos negativos, como controle mínimo de ganho de calor e inflexibilidade com a visão externa e a conexão.

O vidro colorido vem em várias cores (bronze, verde e cinza) e tem menos valor U em comparação com o translúcido de PG. Em climas quentes e áridos, a principal desvantagem do vidro colorido é que ele absorve uma grande quantidade de radiação infravermelha (IR). No clima quente de verão de Najran, onde as temperaturas do ar externo podem atingir um pico de 43 °C [9], o infravermelho de ondas longas (calor) aumenta a temperatura da superfície do vidro colorido, que acaba sendo transmitido para o interior [4]. O vidro colorido também causa uma redução da luz visível dependendo do grau de tonalidade [10,11], orientação da janela e estação do ano [12].

O vidro refletivo de baixa emissividade é a escolha preferida para ambientes de alta temperatura do ar externo devido à sua capacidade de refletir a energia térmica no espaço circundante [13]. Ou seja, se a superfície estiver voltada para fora, o calor é liberado para o exterior do edifício. Para manter a durabilidade do revestimento low-e, deve ser utilizado um vidro duplo com vácuo [14]. No clima quente, uma camada de baixa emissividade deve ser aplicada na vidraça intermediária e externa do vidro duplo para proteger o interior da radiação térmica [15]. Este duplo revestimento low-e também precisa ser integrado com vidro colorido para reduzir o ganho óptico de calor solar direto [16].