As janelas trazem vistas, conforto, ventilação e eficiência energética para uma casa. As janelas também trazem grandes ganhos de calor solar e colocam o sistema de resfriamento em overdrive, sem mencionar os raios ultravioleta prejudiciais que desbotam móveis, cortinas e tapetes. Quer uma casa seja projetada para o local dos seus sonhos ou você esteja trabalhando com um construtor para selecionar as melhores opções para uma casa no bairro, o aumento da eficiência energética e a redução dos custos de aquecimento e resfriamento podem ser alcançados planejando cuidadosamente a colocação das janelas.
Proteger contra o sol faz muito sentido. De acordo com o Departamento de Energia dos EUA, uma casa média gasta mais de 40 por cento de seu orçamento total de energia anual em custos de aquecimento e resfriamento. No sul da Flórida, os consumidores podem gastar tanto com custos de resfriamento. Esses custos podem ser reduzidos em 15 por cento em média apenas trocando por janelas com eficiência energética e planejando a colocação, sombreamento e ventilação das janelas.
Qual Caminho Virar
Em primeiro lugar, os proprietários precisam prestar atenção à direção que sua casa está voltada. O ângulo do sol no verão e a duração da exposição direta são extremos nas faces leste e oeste da casa.
O especialista em energia da Califórnia Steve Easley explica como evitar o sol forte, ao mesmo tempo em que entende que ninguém quer uma parede vazia sem janelas. “Oriente seu copo de forma que fique voltado para o sul”, diz Easley. “O sol está mais alto no verão, então ele atinge o vidro em um ângulo menos direto. Além disso, evite grandes quantidades de vidros nas faces leste e oeste, onde o sol vai aquecê-lo em um ângulo direto por longos períodos de tempo. ”
Para uma casa de clima quente, lutar contra o sol e controlar os custos de resfriamento são o foco crítico para os cálculos de design e energia. Em algumas áreas do país, as revisões e aprovações de projeto se concentram na capacidade de um edifício de controlar o ganho de calor solar. Comissões de revisão progressiva querem saber o impacto do ganho de calor solar nas cargas de resfriamento, ou quanta energia é necessária para reduzir a temperatura de uma casa. Essas placas requerem estratégias para reduzir o ganho de calor sem o uso excessivo de energia. Controlar o uso de energia em climas quentes significa controlar o ganho de calor.
“Quando criamos a Palm Springs EnergyWise House, projetamos primeiro para as vistas”, diz Dennis Cunningham, um construtor da Palm Springs Modern Homes, “então fizemos os cálculos para ver se conseguiríamos fazê-la funcionar. Tivemos sorte com este projeto, pois as vistas eram norte-noroeste. Como resultado, não temos nenhum sol forte. ”
Evitando o acúmulo de calor
O ganho de calor solar é o maior inimigo da energia nos lares de todo o país. É melhor colocar janelas panorâmicas, portas de correr e janelas paladianas altas voltadas para o norte e o sul do que sofrer o grande ganho de calor que as janelas voltadas para o leste e oeste trarão. Para uma casa em um clima do norte, essa abordagem tem um benefício secundário, pois as janelas voltadas para o sul atraem raios diretos para o aquecimento da casa durante o inverno. Não importa onde a casa está localizada, um bom planejamento de janelas concentra-se no controle do ganho de calor solar durante os meses de verão. Se esse mesmo controle pode trazer calor adicional na estação de aquecimento, considere isso um bônus.
Easley usa uma porta de vidro deslizante de painel único como um exemplo de como a seleção e o posicionamento do vidro podem impactar a carga de resfriamento de uma casa e o uso de energia. O sol direto no vidro irá gerar 250 Btu por pé quadrado de envidraçamento por hora, a mesma unidade de medida usada para medir a produção de um forno.
Para uma porta de vidro deslizante de 1,8 m por 2,1 m, isso dá 10.000 Btu por hora apenas a partir da porta. Seria necessária quase uma tonelada de energia do ar condicionado para compensar esse aumento de calor. Como uma casa média usa três toneladas de ar condicionado por hora, o controle deslizante usaria um terço dessa energia de resfriamento por hora. O ganho de calor solar acontece em todos os lugares, destaca Easley. “Mesmo no meio-oeste, você ainda pode ter contas de ar-condicionado que custam tanto quanto sua conta de aquecimento, então nunca subestime o impacto do seu vidro”, diz ele.
Soluções de Design
Tome medidas para reduzir o ganho de calor solar no verão. Primeiro, crie sombras sempre que possível e forneça saliências para janelas que recebem grande quantidade de luz direta no verão. “Aqui, precisamos evitar o sol forte do oeste”, diz Cunningham. “O sol do oeste aqui é tão forte, aquecedor e derretedor de velas que queima a mobília por dentro, desbota-a.”
Para compensar, Cunningham e o arquiteto Dan Thornbury enfrentaram a EnergyWise House ao norte, com seu lado inclinado para o noroeste, o que permitiu que a casa projetasse sua própria sombra no lado leste-sudeste da casa. Thornbury colocou uma torre de escada na fachada voltada para o oeste, que é salpicada com uma mistura de janelas de vários tamanhos para fornecer vistas desafiadoras das montanhas sem vidro adicionado e o ganho de calor que acompanha. Algumas das pequenas janelas da torre da escada também são operáveis e funcionam para fornecer brisas cruzadas de ventilação quando as portas de bolso são abertas para o leste.
Smart Windows
Outra maneira de reduzir o ganho de calor solar das janelas é instalar janelas revestidas de alta eficiência que são projetadas para bloquear a transferência de calor no inverno e no verão. Selecionar uma unidade de vidro revestido de baixa emissividade e painel duplo pode economizar centenas de dólares em contas anuais de serviços públicos. Mudar para um vidro de baixa emissividade espectralmente seletivo em uma unidade de vidro isolado de painel duplo (IGU) trará a maior economia e eficiência de todas. Essas janelas têm uma camada microtina de metal que reflete o calor de volta para a fonte. Os revestimentos espectralmente seletivos desviam os raios que causam o aumento do calor e a degradação dos raios ultravioleta, enquanto permitem a penetração da luz visível.
“Em média, o vidro padrão permite a entrada de 90% do calor do sol. Um vidro low-e padrão permite a entrada de cerca de 70%. Um vidro com revestimento espectral permite a entrada de apenas 40% do calor do sol ”, diz Easley.
Bloquear o ganho de calor no verão é uma estratégia inteligente. Easley incentiva a construção de cantiléveres acima das fachadas voltadas para o oeste e leste para sombrear as janelas abaixo. Plante árvores de sombra, adicione beirais ou toldos e use o rótulo National Fenestrations Rating Council. Os rótulos NFRC indicam quanta luz uma determinada janela deixará entrar (VLT), quanta perda de calor é provável que ocorra (fator U) e quanto ganho de calor solar ela permite (SHGC). O rótulo Energy Star também combina as janelas com seus climas.