A escolha do vidro de controle solar adequado para uma fachada pode representar muito mais do que uma decisão estética. Dependendo do projeto, vidros laminados de controle solar e vidros insulados podem contribuir para reduzir a carga térmica da edificação, diminuir o consumo de energia com climatização e gerar retorno financeiro ao longo do tempo.
Um estudo realizado por pesquisadores da Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC) comparou o desempenho do vidro comum incolor com 35 configurações de vidros de controle solar em diferentes cidades brasileiras. Os resultados demonstraram que, em determinadas situações, o investimento adicional em vidros de melhor desempenho pode apresentar períodos relativamente curtos de retorno.
Em um dos cenários estudados, por exemplo, o payback do vidro de controle solar chegou a apenas 1,8 ano.
Mas os próprios resultados mostram que não existe uma solução única para todas as edificações. Clima, orientação da fachada, fator solar, transmissão luminosa, características do sistema de climatização e custo da energia estão entre os fatores que precisam ser considerados na especificação.
Por que utilizar vidro de controle solar em fachadas?
As fachadas envidraçadas se consolidaram como uma solução utilizada em edifícios comerciais, residenciais e públicos.
Além da estética, uma fachada de vidro pode proporcionar maior abertura visual e favorecer o aproveitamento da iluminação natural.
A escolha do vidro, entretanto, influencia diretamente o desempenho da fachada.
Quando corretamente especificado, um vidro de controle solar pode limitar parte da entrada de calor proveniente da radiação solar sem eliminar completamente a passagem da luz.
Essa característica pode contribuir para diminuir a necessidade de climatização artificial e, consequentemente, o consumo de energia do edifício.
Vidros de controle solar podem reduzir o custo do ar-condicionado?
Além da economia de energia durante a utilização do edifício, existe outro aspecto que deve ser considerado: o dimensionamento do sistema de climatização.
Na época da produção desta reportagem, Matheus Oliveira, então responsável pelo setor de marketing da AGC Vidros do Brasil, destacou:
“Em alguns projetos a escolha de vidros com propriedades de barrar o calor e permitir a luminosidade adequada já se paga na instalação, quando ocorre a redução de carga térmica do equipamento de refrigeração.”
O argumento está relacionado ao cálculo da carga térmica da edificação.
Para dimensionar o sistema de climatização, projetistas consideram diferentes características do prédio e de sua envoltória. No caso dos vidros da fachada, propriedades como fator solar, transmissão luminosa e transmitância térmica influenciam o desempenho térmico do conjunto.
Se uma especificação de vidro reduzir significativamente a carga térmica, pode ser possível dimensionar o sistema de climatização para uma capacidade inferior.
Dependendo das características e da escala do empreendimento, essa diferença pode representar economia já na implantação do sistema.
Estudo comparou vidro comum e 35 vidros de controle solar
Um estudo sobre o tema foi apresentado no XV Encontro Nacional de Tecnologia do Ambiente Construído, realizado em 2014, em Maceió (AL).
Fernando Westphal, professor do Departamento de Arquitetura e Urbanismo da Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC), e Priscila Besen realizaram uma análise comparativa de viabilidade econômica envolvendo vidro comum incolor e 35 configurações de vidros de controle solar.
O objetivo foi analisar a influência dos vidros utilizados nas fachadas sobre a eficiência energética de um edifício comercial de escritórios.
Seis cidades brasileiras foram analisadas
O estudo considerou seis cidades com características climáticas diferentes:
- Belo Horizonte;
- Brasília;
- Curitiba;
- Fortaleza;
- Rio de Janeiro;
- São Paulo.
Para as simulações, o termostato do sistema foi configurado para trabalhar entre 18 °C, para aquecimento, e 24 °C, para resfriamento.
A comparação entre diferentes localidades é particularmente importante porque o desempenho econômico de um vidro depende das condições climáticas às quais a edificação está submetida.
Um vidro que apresenta excelente retorno financeiro em uma cidade quente pode não proporcionar o mesmo resultado em uma região de clima mais ameno.
Como foi realizada a simulação?
O estudo utilizou simulação computacional realizada no software EnergyPlus.
Como referência, foi criado um edifício virtual de escritórios com área total construída de aproximadamente 12 mil m².
O modelo possuía:
- área total de 11.942 m²;
- 9.038 m² de áreas de escritórios climatizadas artificialmente;
- 3.008 m² de área de janelas;
- percentual de abertura das fachadas de 50%.
A partir desse modelo, os pesquisadores puderam comparar o comportamento das diferentes configurações de vidro nas seis cidades analisadas.
Tarifas de energia também influenciam o retorno do investimento
O estudo considerou também as diferenças existentes entre as tarifas de energia elétrica de cada localidade.
Os valores utilizados eram referentes ao ano de 2007, para faturamento comercial em baixa tensão, subgrupo B3.
Na época, existia uma diferença significativa entre as tarifas utilizadas na análise.
O maior valor considerado foi o de Fortaleza, de R$ 0,52507/kWh, enquanto Brasília apresentou R$ 0,34033/kWh. A diferença chegava a 54%.
Esses valores são históricos e não representam as tarifas atuais de energia elétrica. Entretanto, demonstram um princípio que continua importante para análises de viabilidade: quanto maior o custo da energia, maior pode ser o impacto financeiro de medidas destinadas a reduzir o consumo da edificação.
Quanto um vidro de controle solar pode economizar?
Entre os cenários simulados no estudo, a maior economia ocorreu em Fortaleza.
Na comparação com o vidro incolor monolítico, um vidro insulado com fator solar de 18% e transmissão luminosa de 13% proporcionou, na simulação, redução anual de aproximadamente R$ 180 mil na conta de energia elétrica.
Considerando os 3.008 m² de área envidraçada do edifício virtual, essa diferença correspondia a aproximadamente R$ 60 por m² de vidro ao ano em valores considerados pelo estudo.
Em Belo Horizonte, a maior economia simulada ultrapassou R$ 120 mil anuais, também com o vidro insulado de fator solar de 18% e transmissão luminosa de 13%.
Já em Curitiba, o melhor resultado foi obtido com uma configuração diferente: vidro de controle solar laminado com fator solar de 30% e transmissão luminosa de 16%, cuja economia anual simulada chegou a aproximadamente R$ 80 mil.
Os resultados reforçam uma conclusão importante: a especificação do vidro deve considerar as características de cada projeto e de cada região.
Qual foi o payback dos vidros de controle solar?
O estudo avaliou também o período de retorno do investimento, conhecido como payback.
Foram selecionadas quatro especificações de vidro para uma análise de viabilidade econômica que considerou payback simples, payback corrigido e Taxa Interna de Retorno (TIR).
O cálculo comparou a economia anual estimada na conta de energia elétrica com o custo adicional necessário para substituir o vidro incolor monolítico pelas soluções de controle solar.
Fortaleza e Rio de Janeiro apresentaram as maiores taxas internas de retorno entre as cidades analisadas para os quatro vidros selecionados.
Isso ocorreu principalmente em razão das condições climáticas dessas cidades, nas quais a redução do ganho de calor solar possui maior influência sobre a demanda de climatização.
Vidro laminado apresentou payback de 1,8 ano em Fortaleza
Um dos resultados de maior destaque ocorreu com o vidro laminado de controle solar com fator solar de 30% utilizado na simulação de Fortaleza.
Nesse cenário, o período de retorno calculado foi de 1,8 ano, ou aproximadamente 22 meses, com TIR de 66,2%.
Em Belo Horizonte, uma configuração de vidro laminado de baixo fator solar apresentou retorno do investimento em aproximadamente 2,1 anos, ou 25 meses.
Esses números correspondem às premissas, preços e tarifas utilizados no estudo e não devem ser interpretados como previsão de payback para projetos atuais.
Vidro insulado é sempre mais econômico?
Não necessariamente.
Uma das conclusões mais relevantes da pesquisa é justamente que uma solução tecnicamente mais sofisticada não será automaticamente a alternativa de melhor retorno financeiro em qualquer localidade.
Em Curitiba, por exemplo, as duas configurações de vidro insulado analisadas na avaliação econômica apresentaram TIR inferior a 12% ao ano nas condições consideradas pelo estudo.
Já nas cidades de clima mais quente, os vidros insulados apresentaram condições mais favoráveis de retorno.
Portanto, a decisão entre vidro insulado, vidro laminado de controle solar ou outras configurações deve ser baseada em cálculos específicos para cada empreendimento.
Fator solar e transmissão luminosa devem ser avaliados em conjunto
Reduzir a entrada de calor não deve ser o único objetivo da especificação.
Os pesquisadores observaram que alguns dos vidros que apresentaram os melhores resultados em consumo de energia possuíam também índices menores de transmissão luminosa (TL).
Isso significa que bloquear uma parcela maior da radiação solar pode também reduzir a quantidade de luz natural que atravessa o vidro.
O equilíbrio entre fator solar e transmissão luminosa é, portanto, um aspecto importante do projeto.
Uma fachada eficiente precisa considerar conjuntamente conforto térmico, iluminação natural, consumo de energia, estética e características arquitetônicas.
Vidros de controle solar podem se pagar?
Os resultados do estudo demonstraram que, nas condições analisadas, algumas especificações apresentaram retorno do investimento em períodos relativamente curtos.
Isso não significa, porém, que qualquer vidro de controle solar irá necessariamente “se pagar”.
O retorno depende de diversas variáveis, entre elas:
- clima da região;
- orientação e exposição solar das fachadas;
- percentual de área envidraçada;
- fator solar do vidro;
- transmissão luminosa;
- transmitância térmica;
- custo do vidro;
- tarifa de energia elétrica;
- características do sistema de climatização;
- perfil de utilização do edifício.
Há ainda a possibilidade de economia decorrente de um menor dimensionamento do sistema de ar-condicionado, aspecto que não foi incorporado aos cálculos de retorno financeiro apresentados no estudo.
A fachada influencia a eficiência energética do edifício
A principal conclusão é que a escolha dos vidros de uma fachada não deve ser feita apenas com base na aparência do edifício ou no preço inicial do material.
A fachada faz parte da envoltória da edificação e exerce influência direta sobre seu comportamento térmico e energético.
Nesse contexto, vidros de controle solar, laminados e insulados podem funcionar como componentes importantes de uma estratégia de eficiência energética.
A melhor solução, entretanto, deve resultar de uma análise específica do empreendimento.
Ao comparar o investimento inicial com a redução potencial do consumo de energia ao longo dos anos, projetistas e investidores podem avaliar não apenas quanto custa o vidro, mas também quanto a escolha correta do vidro pode economizar durante a utilização do edifício.
Nota: Os valores financeiros e resultados de payback apresentados nesta reportagem são provenientes do estudo citado e foram calculados com as condições adotadas pelos pesquisadores, incluindo tarifas de energia referentes a 2007. Eles devem ser interpretados como resultados do cenário analisado, e não como estimativas de custos ou economia atuais.
