Otimização Térmica de perfis de caixilharia em madeira

Abstract

Os vãos envidraçados são um dos componentes da fachada que mais condiciona o comporta-mento térmico dos edifícios. O aumento das exigências de desempenho energético dos edifícios, em particular na Europa, tem conduzido à necessidade de desenvolvimento de novas soluções. Existem, inclusive, modelos de certificação de componentes da fachada que revelam esta tendência. Destaca-se, de entre estes, a possibilidade de certificação pelo instituto Passive House. Devido às propriedades térmicas da madeira, a utilização deste material no fabrico dos caixilhos revela-se uma opção com elevado potencial.A presente dissertação tem como objetivo principal desenvolver novas geometrias de perfis, criando uma solução que cumpra os requisitos térmicos estabelecidos pelo instituto Passive House para os climas temperados. Para este efeito, levou-se a cabo um estudo que consistiu na alteração da geometria de um perfil misto madeira/alumínio, com incorporação de material isolante, tendo havido a preocupação em não se comprometer o comportamento mecânico e as restantes propriedades funcionais. Por uma questão de sustentabilidade, o material de isola-mento térmico selecionado foi o aglomerado de cortiça expandido (ICB – insulation cork board). Este estudo suportou-se no cálculo do coeficiente de transmissão térmico preconizado na norma ISO 10077-1:2006 e ISO 10077-2:2012, tendo-se implementado o modelo numérico bidimensional estabelecido na norma ISO 10211:2007. Numa primeira fase desenvolveu-se uma geometria de perfil misto madeira/ICB/alumínio que cumprisse os requisitos de certificação Passive House estabelecidos para as janelas. De segui-da, procedeu-se à avaliação da importância da configuração de instalação das janelas, suporta-da no cálculo dos coeficientes de transmissão térmica linear das ligações entre a janela e a padieira, ombreira e peitoril. Numa última fase submeteu-se o protótipo da janela otimizada a ensaios laboratoriais de permeabilidade ao ar, estanquidade à água e resistência ao vento, com o objetivo de verificar as características funcionais da janela. O protótipo de janela foi ainda submetido a ensaios acústicos tendo-se avaliado o isolamento aos sons aéreos apresentado pelo sistema.

The glazed openings are one of the elements of the façade which condition the thermal performance of buildings. The raise on the demanding of buildings performance in thermal conditions, especially in Europe is leading to the necessity of developing new solutions. There are certificated models of the façade elements that reveal this trend. Among them, it high-lights the possibility of certification by the Passive House Institute.Due to the thermal properties of wood, the use of this material in the manufacture of frames is an option with an elevated potential.This work has the aim of developing new profile geometries, creating a solution that accom-plishes the thermal requisites of the Passive House Institute to temperate climates. To the effect, it was made a study that consists in the changing of profile geometries in a mixed aluminum /wood with the incorporation of an isolating material without changing the mechan-ical performance and the other properties. As a question of sustainability, the isolating material used was ICB – insulation cork board. This study was made according to the standard ISO 10077-1:2006 and ISO 10077-2:2012, implementing the numerical model stablished by the standard ISO 10211:2007.In the beginning, it was developed a mixed profile geometry wood/ICB/ aluminum which accomplishes the requisites of Passive House certification to windows. After, it was made an evaluation of the importance of configuration in window installations made with the calcula-tion of thermal transmission, in the link of the window and the lintel, door jamb and window sill.At last, it was submitted the prototype of optimized window to laboratorial tests of air permeability, water leak and wind resistance to see the functionality of the window. The window was also submitted to sound isolation having evaluated the isolation of aerial sounds presented by the system.