miniaturadaimagem|Secção de um perfil multicâmara utilizado numa janela de PVC.
A caixilharia de PVC é o conjunto de perfis, aros, folhas, ferragens, juntas e restantes componentes fabricados predominantemente em policloreto de vinilo não plastificado, habitualmente designado PVC-U, utilizado na construção de janelas, portas e outros elementos de fecho de vãos em edifícios.
Os perfis de PVC destinados a caixilharia são normalmente produzidos por extrusão e apresentam cavidades interiores, frequentemente denominadas câmaras. Estas cavidades, em conjunto com as juntas de vedação, os reforços, as ferragens, o envidraçamento e a qualidade da instalação, influenciam o comportamento térmico, acústico e mecânico da janela.
A caixilharia de PVC pode ser aplicada em janelas fixas, de batente, oscilobatentes, basculantes, projetantes, de correr e noutros sistemas de abertura. Pode receber vidro duplo, vidro triplo, vidro laminado, vidro temperado ou outras composições de envidraçamento.
História e utilização
A produção industrial de PVC aumentou significativamente durante a segunda metade do século XX. A construção tornou-se uma das suas principais áreas de aplicação, nomeadamente em tubos, revestimentos, pavimentos, perfis, portas e janelas.
O PVC-U começou a ser utilizado no fabrico de caixilhos de janela durante a década de 1960, inicialmente em países da Europa Central. A sua utilização expandiu-se com o aperfeiçoamento dos processos de extrusão, das formulações resistentes à exposição exterior, das técnicas de soldadura dos perfis e dos sistemas de reforço interior.
A adoção deste tipo de caixilharia varia consoante a região, o clima, as práticas construtivas, a regulamentação aplicável e a disponibilidade de materiais alternativos, como a madeira, o alumínio e os sistemas mistos.
Composição e fabrico
O principal material dos perfis é o PVC-U, uma formulação rígida de PVC que não depende da incorporação de plastificantes para adquirir flexibilidade. À resina são adicionados estabilizantes, pigmentos e outros aditivos necessários ao processamento, à resistência mecânica e ao comportamento do material quando exposto às condições ambientais.
No processo de extrusão, o composto de PVC é aquecido e forçado a atravessar uma matriz que lhe confere uma secção contínua. O perfil é depois calibrado, arrefecido e cortado. No fabrico da janela, os perfis são cortados de acordo com as dimensões necessárias e unidos, geralmente através de soldadura térmica nos cantos.
Os perfis podem receber reforços interiores de aço, alumínio ou materiais compósitos quando é necessário aumentar a rigidez e a resistência mecânica. A necessidade e a configuração do reforço dependem, entre outros fatores, das dimensões da folha, da geometria do perfil, do peso do vidro, das ferragens e da ação do vento.
Componentes
Uma janela com caixilharia de PVC é normalmente composta pelos seguintes elementos:
aro fixo, ligado ao vão da parede; folha móvel ou painel fixo; perfis de PVC, que formam a estrutura do aro e das folhas; reforços interiores, quando necessários; juntas de vedação, geralmente fabricadas em materiais elastoméricos; envidraçamento; calços de apoio e posicionamento do vidro; bite de vidro, que mantém o envidraçamento na sua posição; ferragens, como dobradiças, fechos, cremonas, puxadores e mecanismos de abertura; elementos de drenagem, destinados a conduzir para o exterior a água que possa entrar nas zonas próprias do sistema; elementos de fixação e selagem, utilizados na ligação entre o aro e o vão.
O número de componentes e a sua disposição variam consoante o fabricante, a configuração da janela, o tipo de abertura e os requisitos de desempenho.
Perfis multicâmara
Os perfis de PVC são frequentemente divididos internamente em várias câmaras longitudinais. Estas cavidades reduzem a quantidade de material necessária, permitem alojar reforços e influenciam a transmissão de calor através do perfil.
Uma das câmaras pode ser utilizada para receber um reforço estrutural, enquanto outras ajudam a criar descontinuidades no percurso de transmissão do calor. A geometria das câmaras também pode ser concebida para permitir a drenagem de água e a fixação das ferragens.
O número de câmaras, isoladamente, não determina o desempenho térmico de uma janela. A profundidade construtiva do perfil, a geometria das cavidades, o tipo de reforço, a espessura das paredes, as juntas, o vidro e as dimensões do conjunto também influenciam o resultado.
O cálculo da transmissão térmica dos perfis pode ser efetuado através dos métodos estabelecidos na norma EN ISO 10077-2. Um relatório do Laboratório Nacional de Engenharia Civil utilizou, entre os casos de validação previstos nessa norma, um perfil de PVC com reforço de aço, além de perfis de madeira, alumínio e outros sistemas de janela.
Tipos de abertura
A caixilharia de PVC pode ser utilizada em diferentes sistemas de abertura. A escolha depende das dimensões do vão, do espaço disponível, das necessidades de ventilação, da facilidade de utilização e do desempenho pretendido.
Entre os sistemas mais comuns encontram-se:
Janela fixa Não possui folha móvel, sendo utilizada quando se pretende permitir a entrada de luz ou assegurar visibilidade sem criar uma abertura para ventilação.
Janela de batente A folha roda em torno de dobradiças instaladas num dos lados verticais. A abertura completa permite uma ventilação ampla, mas exige espaço livre no lado para o qual a folha abre.
Janela oscilobatente Combina duas formas de abertura acionadas pelo mesmo puxador. No modo de batente, a folha abre lateralmente; no modo oscilante, a parte superior inclina-se, permitindo uma abertura parcial.
Janela basculante A folha roda em torno de um eixo horizontal, permitindo normalmente uma abertura parcial da zona superior ou inferior.
Janela projetante A folha abre para o exterior, geralmente em torno de um eixo horizontal superior.
Janela de correr Uma ou mais folhas deslocam-se horizontalmente sobre carris. Como as folhas não avançam para o interior ou exterior do compartimento, este sistema pode ser aplicado em locais onde existe pouco espaço junto à janela.
Sistema oscilo-paralelo A folha afasta-se inicialmente do aro, podendo inclinar-se para ventilação, e desloca-se depois paralelamente à parte fixa da janela.
A configuração de abertura influencia a ventilação, a área útil de passagem, a acessibilidade para limpeza e a permeabilidade ao ar. Em termos gerais, os sistemas de correr convencionais podem apresentar maior permeabilidade ao ar do que os sistemas de batente com juntas de compressão, embora o desempenho efetivo dependa da conceção e da classificação da janela completa.
Envidraçamento
A caixilharia funciona em conjunto com o envidraçamento. A escolha do vidro influencia a transmissão térmica, o controlo solar, o isolamento acústico, a segurança, a entrada de luz e o peso suportado pela estrutura.
Os sistemas de envidraçamento incluem:
vidro simples; vidro duplo; vidro triplo; vidro laminado; vidro temperado; vidro de baixa emissividade; vidro de controlo solar; composições com painéis de diferentes espessuras.
No vidro duplo, dois painéis são separados por um espaçador, formando uma câmara selada. No vidro triplo são utilizados três painéis e duas câmaras. Estas câmaras podem conter ar ou gases de menor condutividade térmica, como o árgon.
Os vidros de baixa emissividade recebem um revestimento destinado a reduzir a transferência de calor por radiação. Os vidros de controlo solar procuram limitar parte da energia solar transmitida para o interior do edifício.
A utilização de vidro laminado pode aumentar a segurança contra a queda de fragmentos. Determinadas composições laminadas e a combinação de vidros de diferentes espessuras também podem contribuir para a atenuação sonora.
A comparação entre vidro duplo e vidro triplo deve considerar o clima, a orientação, a composição dos painéis, a largura das câmaras, o fator solar, o peso e o desempenho pretendido, não sendo o número de vidros o único critério relevante.
O peso e a espessura do envidraçamento devem ser compatíveis com os perfis, os reforços, as ferragens e as dimensões da folha.
Desempenho térmico
O desempenho térmico de uma janela não depende apenas do material do caixilho. Resulta da combinação entre o perfil, o vidro, o espaçador, as dimensões, a proporção entre a área de vidro e a área de caixilho e as condições de instalação.
A transmissão térmica é normalmente expressa através de coeficientes como:
Uf, relativo ao perfil ou caixilho; Ug, relativo ao envidraçamento; Uw, relativo à janela completa.
Quanto menor for o coeficiente U, menor é a transmissão de calor através do elemento nas condições de cálculo.
O PVC rígido possui uma condutividade térmica inferior à dos metais normalmente utilizados em caixilharia. Contudo, a comparação entre janelas deve ser efetuada com base no desempenho do conjunto completo, e não apenas na matéria-prima utilizada no perfil.
Um estudo sobre o impacto dos materiais dos caixilhos no consumo energético de edifícios residenciais concluiu que a alteração do tipo de caixilho pode influenciar as necessidades anuais de energia. Os resultados dependem, porém, do clima, das características do edifício, do vidro e dos restantes parâmetros da janela.
A orientação da janela, a incidência solar e os dispositivos de proteção solar também afetam o comportamento energético do edifício. Uma transmitância térmica reduzida pode diminuir as perdas de calor, enquanto o fator solar do vidro influencia os ganhos solares e o risco de sobreaquecimento.
Permeabilidade ao ar, estanquidade e resistência
As características de desempenho das janelas exteriores são abrangidas, na Europa, pela norma EN 14351-1, relativa a janelas e portas pedonais exteriores.
Entre os aspetos habitualmente avaliados encontram-se:
permeabilidade ao ar; estanquidade à água; resistência à ação do vento; transmissão térmica; desempenho acústico; transmissão luminosa; fator solar do envidraçamento; capacidade dos dispositivos de segurança, quando aplicável.
A permeabilidade ao ar corresponde à quantidade de ar que atravessa a janela quando esta é submetida a uma diferença de pressão. A estanquidade à água avalia a capacidade da janela para impedir a entrada de água em determinadas condições de ensaio.
A resistência à ação do vento relaciona-se com a capacidade do conjunto para suportar pressões e deformações sem perder a sua funcionalidade ou segurança.
A classe ou o valor obtido depende da janela completa, incluindo os perfis, reforços, ferragens, juntas, vidro, dimensões e processo de fabrico.
Desempenho acústico
O isolamento acústico de uma janela depende da composição do vidro, da diferença de espessura entre painéis, da presença de películas acústicas, da estanquidade das juntas e da qualidade da ligação entre o aro e o vão.
O índice de redução sonora ponderado é normalmente representado por Rw e expresso em decibels. Valores mais elevados representam, em condições de ensaio, uma maior redução da transmissão de som aéreo.
A utilização de vidro duplo, por si só, não garante automaticamente um isolamento acústico superior ao de todas as restantes soluções. A distância entre os painéis, as respetivas espessuras, a composição do vidro e a ausência de passagens de ar são fatores relevantes.
As juntas de vedação e os pontos de fecho também têm influência, uma vez que pequenas passagens de ar podem reduzir significativamente o desempenho acústico global da janela.
Ventilação e qualidade do ar
A redução das infiltrações descontroladas pode melhorar o comportamento térmico da envolvente, mas não substitui a necessidade de ventilação dos espaços interiores.