BRPI0215953B1 - janela termicamente isolante - Google Patents
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Description
«JANELA TERMICAMENTE ISOLANTE” Campo da Invenção [0011 A presente invenção está relacionada a uma janela energeticamente eficiente e, em particular, a um sistema de vedação para janelas energeticamente eficientes.
Antecedentes da Invenção [0021 As áreas de janela ou vidro configuram uma dificuldade significativa nos esquemas dc isolamento térmico para edifícios em climas quentes ou frios. Uma janela isolante básica bem conhecida do estado da técnica é construída a partir de dois painéis de vidro dentro de uma moldura rígida. O espaço preenchido por ar entre os painéis proporciona isolamento térmico. Também é conhecida do estado da técnica a geração de vácuo através do esgotamento do ar neste espaço ou preenchimento do espaço do ar com um gás que apresente um valor de condutividade térmica mais baixo do que o do ar, tal como o argõnio. Outro método para aumentar o valor do isolamento da referida janela e prover partições transparentes entre os painéis de vidro externos para reduzir a transferência de calor por convecção dentro da unidade.
[003] Outras tecnologias incluem a disposição de revestimentos seletivamente refletores ou de baixo índice de emissão com o objetivo de reduzir a transferência de calor através de irradiação através da janela. Da mesma forma, ocorreram aperfeiçoamentos significativos na moldura da janela, tanto na união dos painéis de vidro quanto no projeto e material utilizado na moldura. As camadas de envidraçamento numa unidade isolante devem ser mantidas espaçadas de uma distância apropriada através do uso de espaçadores. Devido às suas excelentes propriedades estruturais, os fabricantes de janelas tem utilizado espaçadores feitos de alumínio, Infelizmente, o alumínio é um excelente condutor de calor, e o espaçador de alumínio, utilizado na maioria dos sistemas de borda padrão configuram um significativo “curto-circuito” térmico na borda da unidade de vidro isolante, o que reduz os benefícios dos envidraçamentos aperfeiçoados. Além do aumento da perda de calor, a borda mais fria fica mais propensa a apresentar manifestações do fenômeno de condensação.
[004] Uma janela compreendendo um elemento de vidro composto com membro de ligação entre as bordas se encontra descrita na patente norte-americana US 5.260.112 (correspondente à patente canadense n° 2.029.148). O membro de ligação entre as bordas segura dois planos de vidro afastados em uma disposição paralela e veda o espaço entre os painéis de vidro em relação ao meio exterior. Um membro de ligação adequado entre as bordas deve prover uma ligação mecânica estável entre os painéis de vidro de forma a assegurar a integridade física da unidade de janela. O membro de ligação entre as bordas também deve ser estanque aos vapores de forma a impedir a penetração de vapores entre os painéis de vidro e a consequente condensação que ocorrerá dentro da unidade de janela. Finalmente, o membro de ligação entre as bordas não deverá proporcionar uma ponte térmica entre os painéis de vidro, ou pelo menos deverá minimizar a transferência de calor de um painel para o outro. Com o membro de ligação entre as bordas da presente patente, uma faixa de folha metálica fica enrolada ao redor de um espaçador e, essencialmente, estabelece uma ponte entre os painéis de vidro. O espaçador é colado aos painéis de vidro com um adesivo de acrilato. Nas bordas externas da faixa de metal, próximo aos painéis de vidro, o espaçador é chanfrado, criando um espaço vazio de formato triangular. O espaço vazio é preenchido com um adesivo de butila fundido à quente altamente resistente aos vapores.
[005] Embora este sistema proporcione uma solução para o problema do bloqueio dos vapores, um problema adicional significativo também é criado. O espaçador ê tipicamente feito de um material termoplãstico com.um coeficiente de expansão térmica significativamente mais alto do que o da faixa de aço. O adesivo de butila tende a penetrar no espaço entre o espaçador plástico e a faixa de metal, aderindo-os assim um ao outro. Quando submetidos ã expansão ou contração térmica, as diferentes taxas de expansão entre o plástico e o metal podem faaer com que o espaçador falhe, ou pode violar a integridade da vedação de butila.
[006) Portanto, existe uma necessidade no atual estado da técnica de uma unidade de janela energeticamente eficiente que inclua um espaçador e um sistema de vedação que mitiguem as dificuldades apresentadas no estado da técnica.
Sumário da Invenção [007] A presente invenção está direcionada âs janelas energeticamente eficientes apresentando um espaçador de bordas e um sistema de vedação. Portanto, em um aspecto, a presente invenção compreende uma janela termicamente isolante compreendendo: (a) um par de painéis de vidro externos definindo um espaço de ar entre os mesmos; (b) um membro espaçador disposto entre os painéis de vidro externos que mantém os painéis numa relação de espaçamento entre os mesmos, tendo o membro espaçador uma primeira e uma segunda superfícies externas que são opostas e paralelas, e a uma terceira superfície externa se estendendo entre a primeira e a segunda superfícies externas; (c) onde o membro espaçador define uma primeira ranhura de vedação na junção entre a primeira e a terceira superfícies externas e uma segunda ranhura de vedação na junção entre a segunda e a terceira superfícies externas; (d) um elemento de vedaçáo estanque contido dentro da primeira e da segunda ranhuras de vedação; e (e) uma faixa de metal paralela a, e sobreposta a uma terceira superfície externa, onde a faixa compreende flanges de borda que se encaixam dentro da primeira e da segunda ranhuras de vedação, isolando assim a terceira superfície externa em relação ao elemento de vedação, [008) Numa incorporação preferencial, a janela compreende adicionalmente uma camada de interface entre a terceira superfície externa e a faixa de metal, Além disso, o elemento de vedação compreende um adesivo de butila fundido à quente e a faixa de metal compreende uma folha de aço inoxidável, Além disso, o membro espaçador compreende um espaçador central e membros laterais opostos, onde o espaçador central separa os membros laterais opostos e pelo menos um membro lateral compreende meios para reter uma película interna.
Breve Descrição das Figuras [009) A presente invenção será agora descrita através de uma incorporação exemplar com referência às figuras anexas simplificadas, em forma diagramática e fora de escala, Nas referidas figuras: [010| A figura 1 é uma vista em seção transversal do espaçador de borda e do sistema de vedação da presente invenção;
[011] A figura 2 é uma vista em seção transversal de uma incorporação alternativa da presente invenção.
Descrição Detalhada da Invenção [012) A presente invenção proporciona um projeto de janela energeticamente eficiente, propiciando isolamento térmico. Quando da descrição da presente invenção, todos os termos não definidos no presente documento apresentam os significados tipicamente reconhecidos no estado da técnica.
[013] A figura 1 ilustra uma vista em seção transversal de um espaçador de borda e um sistema de vedação de uma unidade de janela (10). Aqueles versados na técnica irão observar o fato de que os membros ilustrados em seção transversal na figura 1 são dispostos continuamente ao redor da borda da unidade de janela (10) para vedar completamente o volume interno (12) em relação ao exterior.
[014] Conforme ilustrado na figura 1, painéis de vidro duplo (14, 16) ficam espaçados entre si por uma montagem de espaçador que compreende um espaçador central (18) e um primeiro membro lateral (20) e um segundo membro lateral (22). O primeiro membro lateral (20) apresenta uma primeira superfície externa (21) que fica justaposta contra o painel de vidro (14). De maneira similar, o segundo membro lateral (22) apresenta uma segunda superfície externa (23) que fica justaposta contra o outro painel de vidro (16). O primeiro e o segundo membros laterais ficam fixados aos painéis de vidro por meio de um adesivo (24) tal como um adesivo de acrilato ou algum outro adesivo adequado conforme já bem conhecidos do atual estado da técnica. Os membros laterais (20, 22) podem ser preferencialmente extrudados em alumínio o que é preferencial devido ao seu baixo peso, rigidez e resistência.
[015] O espaçador central (18) apresenta uma terceira superfície externa (19) que é perpendicular ao plano dos painéis de vidro (14, 16). Numa incorporação preferencial, o espaçador central define pelo menos uma e, preferencialmente, duas câmaras de redução de umidade (26, 28) que ficam preenchidas com um material redutor de umidade. Aberturas (30) permitem a passagem do ar das câmaras de redução de umidade para o volume de ar interno e vice-versa. O espaçador central (18) fica intertravado com os dois membros laterais (20, 22) com a finalidade de manter os dois painéis de vidro numa disposição espaçada e paralela.
[016] O espaçador central (18) é preferencialmente moldado em um material plástico com um índice de condutividade térmica relativamente baixa de forma a minimizar qualquer efeito de ligação térmica entre um painel de vidro e o outro. Numa incorporação preferencial, o espaçador central é extrudado de um material termoplástico tal como cloreto de polivinila (PVC) ou poliamida.
[017] Cada um dos membros laterais (20, 22) define uma ranhura de vedação preenchida com um material vedante (32) imediatamente adjacente à sua união com o espaçador central. A ranhura de vedação, portanto, se desenvolve ao longo do painel de vidro, fora do espaçador central, conforme ilustrado nas figuras. A ranhura de vedação fica preenchida com um elemento de vedação estanque a gases e vapores (32). Preferencialmente, o elemento de vedação compreende um adesivo de butila fundido à quente, que é bem conhecido por suas qualidades de estanqueidade aos vapores. Outros materiais vedantes que são adequadamente estanques são já bem conhecidos no atual estado da técnica. A ranhura de vedação (e, portanto, a vedação (32)) é ilustrada apresentando uma seção transversal essencialmente quadrada, sendo que, no entanto isso não constitui um elemento essencial da presente invenção.
[018] Uma faixa de cobertura (34) é disposta para recobrir a terceira superfície externa (19). Entretanto, ao invés de se estender até os painéis de vidro, a faixa (34) fica dobrada em cada uma das bordas (34A, 34B) de maneira a acompanhar o contorno da ranhura de vedação. A vedação de butila (32) fica em contato com a superfície externa da faixa (34). Portanto, a faixa (34) impede que a butila fundida à quente penetre entre a terceira superfície externa (19) do espaçador central (18) e a superfície interna da faixa. A faixa é preferencialmente feita de um material resistente, estanque ao vapor, resistente à oxidação e com baixo índice de condutividade térmica, tal como, por exemplo, uma fina folha de aço inoxidável.
[019] Em ambas as figuras 1 e 2, as unidades de janela ilustradas incluem películas divisoras de volume interno (40). As referidas películas (40) aumentam o valor isolante da unidade de janela (10), não sendo, no entanto elementos essenciais da presente invenção. Na incorporação ilustrada na figura 1, uma única película (40) é ilustrada, ao passo em que na figura 2 se ilustra uma incorporação de película dupla (40). Em cada caso, a película fica suspensa em um membro lateral (20, 22) por meio de um membro tensionador (42) que é preferencialmente uma mola helicoidal. Um conjunto de molas (42) fica disposto ao redor da periferia da unidade de janela (10), suspendendo assim a película (40) dentro do volume interno (21), essencialmente paralela a cada um dos painéis de vidro. Cada uma das molas (42) fica montada em um canal formado dentro do membro lateral. Cada um dos membros laterais que inclui meios para a suspensão da película inclui uma aba (44) que se projeta para fora e fica em contato com a película (40), com o objetivo de vedar o volume interno dividido criado pela película.
[020] Conforme ilustrado na figura 1, os membros laterais podem ser idênticos para facilitar o processo de fabricação, mesmo numa incorporação apresentando uma única película interna, na qual o membro lateral (20) não inclua meios para a suspensão da película. Na referida incorporação, entretanto, a parte central (18) precisa apresentar um perfil ligeiramente diferente de forma a acomodar a natureza assimétrica da incorporação de película simples, conforme ilustrado na figura 1.
[021] Conforme ficará aparente para aqueles versados na técnica, diversas modificações, adaptações e variações da descrição específica anteriormente apresentada podem ser feitas sem abandonar-se o escopo da invenção conforme reivindicada no presente documento. As diversas características e elementos da invenção descrita podem ser combinados de uma maneira diferente daquelas combinações descritas ou reivindicadas no presente documento, sem abandonar-se o escopo da presente invenção.
Reivindicações
Claims (3)
1. JANELA TERMICAMENTE ISOLANTE, caracterizada pelo fato de compreender: (a) um par de painéis externos (14, 16) que definem um espaço de ar (12) entre os mesmos; (b) um conjunto espaçador disposto entre painéis externos (14, 16) que mantém os painéis numa relação espaçada, o conjunto espaçador compreendendo um espaçador central (18) e membros laterais opostos (20, 22), em que o espaçador central (18) separa os membros laterais opostos (20, 22) e, onde o espaçador central (18) compreende ainda uma superfície externa (19) que se prolonga entre o primeiro e segundo elementos laterais superfícies exteriores; (c) em que o primeiro membro lateral (20) define uma primeira ranhura de vedação e o segundo membro lateral (22) define uma segunda ranhura de vedação; (d) um primeiro elemento de vedação estanque ao gás (32) contido dentro da primeira ranhura de vedação e um segundo elemento de vedação estanque ao gás (32) contido no interior da segunda ranhura de vedação; e (e) uma faixa de metal (34) paralela e sobreposta à superfície externa (19), onde a faixa compreende flanges de borda (34A, 34B) que se encaixam na primeira e segunda ranhura de vedação, isolando assim o primeiro e segundo elementos de vedação a partir da interface entre a faixa de metal (34) e a terceira superfície externa.
2. JANELA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato dos primeiro e segundo elementos de vedação (32) compreenderem um adesivo de butila e a faixa de metal (34) compreender uma folha de aço inoxidável-
3. JANELA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que pelo menos um membro lateral (20, 22) compreender meios para reter uma película interna (40).
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