Desenvolvimento de um calorímetro para determinação do fator solar de vidros e janelas

Autor: 
Deivis Luis Marinoski
Orientador: 
Roberto Lamberts
Resumo: 

Este trabalho apresenta o desenvolvimento de um calorímetro utilizado para determinar o Fator Solar de vidros e janelas completas, com ou sem elementos de proteção solar. O Fator Solar é um índice adotado internacionalmente como parâmetro de comparação entre estes elementos de fechamento. Este índice tem um valor adimensional que varia de 0 a 1, e representa a fração da energia solar que é transmitida diretamente, mais a parcela absorvida pela janela e posteriormente reemitida para o interior da edificação. O desenvolvimento do calorímetro inclui o seu projeto, construção, detalhamento da instrumentação e calibração, além de medições do Fator Solar para diferentes elementos. O calorímetro possui dois sistemas de medição de ganho térmico: um em função da diferença de temperatura do líquido de resfriamento da cavidade principal (usada para testes com elementos em escala real), e um outro sistema para a cavidade secundária, que quantifica o calor adquirido através de vidros por meio de transdutores de fluxo de calor. Durante a etapa de calibração, uma nova metodologia de controle para a medição utilizando o calorímetro foi proposta. A partir daí foram testados 4 tipos de vidros, cada um deles simultaneamente nas duas cavidades (vidro monolítico incolor 3mm, incolor 6mm, verde 6mm, e prata laminado 8mm). Também foram realizadas medições na cavidade principal com três tipos de proteções solares internas (persiana metálica branca 45°, persiana metálica preta 45°, rolô branco) e uma proteção externa (brise horizontal metálico branco 45°). Todos os testes foram realizados sob condições ambientais reais, com os elementos posicionados verticalmente e orientados para o norte. Os resultados do Fator Solar medido foram comparados com valores teóricos calculados através da norma ISO 9050 para o caso dos vidros. Já para as proteções solares, foram adotados como parâmetros de comparação valores obtidos com base no ASHRAE Fundamentals (2005). Os resultados obtidos em campo também foram comparados com os resultados de simulações realizadas com um modelo matemático e no Software Window6. A incerteza de medição (absoluta) foi em média de ±0,04 na cavidade secundária e de ±0,12 na cavidade principal. Em geral, os valores experimentais encontrados apresentaram boa concordância com os valores teóricos. Assim, o calorímetro pode ser utilizado para fins de pesquisa ou como alternativa para verificação de Fator Solar de novos produtos que não estejam cobertos pelos processos de cálculo apresentados nas normalizações existentes.

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