Isolamentos térmicos refletivos
A situação de emergência climática a nível planetário é uma realidade.
Vários países estão a adotar medidas referentes ao comportamento dos edifícios, mais exigentes, visando, para a nova construção, a edificação de casas de consumo energético zero.
A nossa agência de energia ainda não definiu os coeficientes de transmissão térmica para as construções designadas de NZEB; contudo, o projetista não cometerá grande erro se operar com os valores abaixo descritos.
Perseguindo este objetivo, para a envolvente, propomos as seguintes resistências térmicas, respetivamente, para as três zonas climáticas.
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Valores de Resistência térmica ( m². K / W)
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Valores de U (W/ m². K)
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I1
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I2
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I3
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I1
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I2
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I3
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Cobertura
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3
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3,50 a 3,70
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5,50
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0,33
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0,28 a 0,27
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0,18
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Parede
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2,5
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3,30
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4
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0,40
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0,30
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0,25
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Produtos para obtenção da resistência térmica referida consignando 2 lâminas de ar
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I1
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I2
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I3
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Cobertura
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811 PLUS
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2 * 811 PLUS
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2 * 813 PLUS
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Parede
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832
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805 PLUS
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811 PLUS
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Há países a propor sensivelmente o dobro das performances atrás propostas, visando princípios da auto-sustentabilidade de uma edificação.
O tratamento térmico da envolvente de um edifício
Algumas definições:
A envolvente de uma fração autónoma é constituída pela solução construtiva dos elementos que separam a zona útil – (habitável), da zona não útil – (não habitável). A lavandaria é considerada zona não útil, assim como uma garagem, quer seja adjacente, quer esteja situada por baixo da habitação.
Resistência Térmica
A resistência térmica é o parâmetro que define a qualidade/performance de um material que tem em vista o isolamento térmico. As suas unidades vêm nas dimensões: (m².K/W), isto é: o seu valor absoluto significa o nº de m² que consomem 1W, em regime estacionário, por cada grau de diferença de temperatura entre os meios que separa.
Por conseguinte, quanto maior for o “R”, melhor o seu desempenho.
Uma resistência térmica de 4 (m².K/W), significa que 4m² de solução de tratamento térmico consomem 1W; agora há que multiplicar o número de vezes de 4m² que temos na solução de isolamento colocado pelo número de graus de diferença de temperatura entre o interior e o exterior dos meios que separa; obtemos o consumo energético em W, do espaço considerado.
O conceito de coeficiente de transmissão térmica torna-se mais prático para a compreensão deste tema.
Coeficiente de transmissão térmica
Este parâmetro define a qualidade térmica global de uma solução construtiva; é definido pela letra “U”, e vem nas Unidades: (W/m².K)
U=1/R
“U” significa o consumo de 1m² de solução construtiva por cada grau de diferença de temperatura entre o interior e o exterior dos meios que separa. Agora há que multiplicar este valor pelo nº de metros quadrados e pelo número de graus de diferença de temperatura entre o interior e o exterior dos meios que separa, para obtermos a potência elétrica que é necessário fornecer ao sistema para mantermos uma temperatura de conforto.
Temperatura de conforto durante a estação de Inverno: 23 °C.
Temperatura de conforto durante a estação de Verão: 25 °C.
Muitos têm sido os artigos escritos visando o tratamento térmico das edificações. Contudo, constata-se que os mesmos privilegiam tecnologias que, sendo elegíveis, não são as únicas, e outras há que promovem igualmente e eficientemente a conservação da energia de uma edificação.
As tecnologias mais correntes para a obtenção deste fim são, respetivamente:
- Os materiais refletivos;
- Os materiais da família do Poliestireno;
- Os materiais da família das lãs minerais.
Sobre as duas últimas famílias, amplamente documentadas, não precisam de apresentação por representarem soluções exequíveis há muito, não necessitando de mais apresentações dado as empresas que as representam constituírem uma posição de hegemonia no setor da construção. No entanto, existem algumas limitações no tocante à estabilidade dimensional no caso do “poliestireno”, e à condutividade térmica no caso das lãs minerais, quando colocadas num ambiente de humidade relativa superior a 60%, bem superior aos 0,04 W/m2.K.
Constatado este facto, importa agora falar um pouco sobre os materiais ditos refletivos.
Trata-se de um tema pertinente, porquanto há largas dezenas de anos que estes materiais têm vindo a ser utilizados como solução de tratamento térmico e, por via de um menor conhecimento são, em muitas situações, utilizados de forma não consistente com as suas performances, não contribuindo assim, da forma mais eficaz, para o fim a que se destinam, que é o de promoverem oposição à transferência de energia entre dois meios a temperaturas diferentes.
O que é um material refletivo?
Um material refletivo é um produto que apresenta uma superfície de baixa emissividade com valores na ordem dos 0,05, contrastando com os 0,80 de uma superfície de tijolo cerâmico.
Estes materiais são utilizados em grande escala desde os anos sessenta do século passado. Contudo, alguns deles não se enquadram hoje como única solução de tratamento térmico, mas sim como de complemento de isolamento, como é o caso de materiais constituídos por elementos bolha de ar ou espumas de polietileno, revestidos com película aluminizada e/ou, de alumínio, com espessuras que variam entre os 4 os 8 milímetros.
Por definição, um isolamento térmico é um produto que deve apresentar uma resistência térmica igual ou superior a 0,30 (m².K/W)
Ora, um produto com 4mm de espessura apresenta uma resistência térmica intrínseca de aproximadamente 0,1 (m².K/W).
Chegados aqui, importa saber um pouco mais sobre o funcionamento dos materiais refletivos e como tirar melhor partido das suas propriedades; para o efeito, devemos ter presente o modo de transferência de energia entre dois meios, a saber:
- Por condução;
- Por convecção e,
- Por radiação.
É através do processo radiativo que os materiais refletivos apresentam melhor desempenho.
Para que tal ocorra torna-se necessário a existência de uma lâmina de ar entre as superfícies que separa. Desta forma, atuamos também no domínio dos outros dois processos de transferência de energia – o da condução e também o da convecção, se limitarmos a lâmina de ar aos 3,5 cm de “espessura” (sentido do menor comprimento).
Podemos, assim, concluir que, para os materiais refletivos, a solução construtiva passa por ter uma lâmina de ar não ventilada de ambas as superfícies do material isolante, isto é, a resistência térmica de um isolamento refletivo tem duas componentes: a resistência térmica intrínseca e a resistência térmica inerente às lâminas de ar, que é adicionada à primeira.
O que é a resistência térmica intrínseca?
É o valor da resistência térmica que se obtém dividindo a espessura (em metros) do material pela sua condutividade, e é dada nas dimensões (m².K/W).
Os valores das lâminas de ar tomam valores diferenciados consoante se trate de um fluxo de energia horizontal (situação de uma parede) ou fluxo de energia vertical (situação de uma cobertura); e aqui, ainda temos a situação mais preponderante, que é um fluxo vertical ascendente.
Também pode ocorrer um fluxo vertical descendente, que só acontece nos momentos em que a temperatura interior é inferior à temperatura exterior, que podemos observar apenas nos dias de grande incidência térmica (aqui há que contar ainda com o atraso térmico da solução construtiva).
Por conseguinte, a resistência térmica de uma solução com materiais refletivos é:
R (m².K/W) = resistências das lâminas de ar não ventiladas + resistência térmica intrínseca do isolamento.
Seguem-se alguns valores, muito aproximados, para a resistência térmica das lâminas de ar não ventiladas:
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Fluxo horizontal
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0,57 (m².K/W)
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Fluxo vertical Ascendente
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0,41 (m².K/W)
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Fluxo vertical descendente
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1,00 (m².K/W)
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Numa situação de parede, a colocação de um simples afastador promove a necessária caixa-de-ar, desde que a segunda parede seja construída com um afastamento de 2cm. Já numa cobertura serão necessários 2 afastadores e uma segunda lâmina de qualquer outro material, que pode ser outro isolamento, para consignar a segunda caixa-de-ar, caso contrário a resistência da lâmina de ar baixo telha é zero.
Não é raro constatar que vários fabricantes omitem este facto para, além de considerarem apenas e nesta situação o fluxo de energia descendente, distorcerem a realidade da valoração da solução térmica que ocorre durante uma larga maioria de tempo ao longo do ano.
Nesta situação, o perito qualificado, aquando da emissão do certificado energético, contabilizará tão só e apenas a realidade.
Verifica-se, por vezes, a colocação em baixo-telha de uma simples tela de quatro ou cinco milímetros sem qualquer afastador que consigne a lâmina de ar. Nesta situação, a resistência térmica que se está a adicionar à solução construtiva é apenas de, aproximadamente, 0,1 (m².K/W), enquanto na realidade precisaríamos adicionar trinta ou quarenta vezes mais resistência térmica, de acordo com cada zona climática.
Existe a ideia de que, com isolamentos refletivos, há significativo aproveitamento de área útil, o que não é propriamente verdade porquanto necessitamos do espaço inerente às lâminas de ar, que no mínimo são 4 cm. Por outro lado, quando necessitamos incrementar a resistência térmica estes materiais têm de crescer em espessura, não havendo por isso ganhos significativos em termos de área útil disponível.
Por exemplo, conseguimos adicionar cerca de 2 unidades de resistência térmica a uma parede dupla de 11+15 cm com vantagens comparativas muito significativas, a saber:
- Colocação de um “pano” de isolamento com 1,25m de largura sem qualquer descontinuidade.
- Este isolamento, quando em alumínio protegido, tem uma durabilidade muito superior à dos seus concorrentes poliestirenos e lãs minerais.
- Insensibilidade à humidade no caso dos edredões da Reflectherm, por não terem costuras que perfuram o material, constituindo por isso uma barreira para vapor.
- Evitam condensações.
- Não são produtos irritáveis.
- Boa relação custo-benefício.
- Facilidade de colocação em obra.
Com estes materiais também conseguimos construir coberturas invertidas, consignando-os às necessárias caixas-de-ar e promovendo o encerramento com um OSB ou contraplacado marítimo que, por sua vez, vai ser impermeabilizado, levando posteriormente o geotêxtil e o calhau rolado e lavado.
Estes materiais não funcionam no meio de uma laje, porquanto não conseguimos a interposição da respetiva lâmina de ar. Contudo, quando a laje separa um espaço útil de uma garagem, podemos proceder ao tratamento térmico ao nível do teto do piso inferior.
Igualmente, quando temos um desvão que é um espaço perdido, podemos e devemos proceder à colocação da solução de tratamento térmico, junto à laje de esteira, no espaço não útil. Conseguimos, assim, tirar o máximo partido do fator inércia.
Por vezes veem-se soluções “ditas” de tratamento térmico, de materiais refletivos no meio de uma laje. Trata-se de uma solução que não aprovo, porque aporta à solução construtiva uma resistência térmica quase nula e muito longe do valor recomendado pela agência de energia para esta situação. Quando sou questionado sobre o desempenho dessa solução, pergunto qual o valor aportado da resistência térmica atendendo à resistência térmica intrínseca, ou seja, a espessura (em metros) do material de isolamento dividida pela sua condutividade.
Podemos e devemos ter uma noção aproximada da condutividade destes materiais e não cometemos um erro significativo se considerarmos, para um isolamento multicapas, não perfurado e não colado, uma condutividade entre os 0,032 e os 0,036 (W/m.K), e para os produtos colados de bolha de ar uma condutividade acerca de 0,040 (W/m.K).
Com estes dados, qualquer pessoa pode avaliar o desempenho térmico dos isolamentos refletivos, e comparar as suas vantagens relativamente a outras tecnologias usadas como tratamento térmico das edificações.
A Reflectherm está à disposição de todos quantos trabalham com a problemática do tratamento térmico, indo ao seu encontro, promovendo, discutindo e avaliando todas as situações julgadas pertinentes pelo público em geral.
Rui Oliveira, gerente e diretor técnico da Reflectherm
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