Relação entre o Nível de Isolamento Térmico da Envolvente dos Edifícios e o Potencial de Sobreaquecimento no Verão

6 anos ago by in Sem categoria

[tabset tab1=”RESUMO” tab2=”ÍNDICE” tab3=”AUTOR” tab4=”DOWNLOAD”]

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Há uma tendência para a prescrição de restrições cada vez mais severas para o isolamento da envolvente nos edifícios nas regulamentações europeias, particularmente devido à recente Directiva sobre o Desempenho Energético dos Edifícios. O objectivo desta pesquisa é investigar a influência do aumento do isolamento da envolvente no desempenho térmico dos edifícios em Portugal e em climas do Sul Europeu, com ênfase no período do Verão. Os benefícios com o aumento da espessura do isolamento são evidentes numa situação típica de Inverno. No entanto, no Verão, em certas condições, uma envolvente altamente isolada pode dificultar a dissipação do calor para o exterior, causando um aumento da temperatura interior acima do limite de conforto. A metodologia desenvolvida compreende estudos paramétricos obtidos em simulações computacionais. São considerados distintos modelos de edifícios, com diferentes espessuras de isolamento da envolvente, e distintos ganhos internos, padrões de ventilação e taxas de sombreamento. Dessa forma, é possível investigar a interdependência de vários parâmetros no desempenho térmico e fazer análises comparativas. São avaliadas as condições nas quais o sobreaquecimento ocorre, e as suas consequências, tanto em termos do conforto dos ocupantes, quanto do aumento do consumo de energia para arrefecimento e a correspondente potencial eliminação das poupanças de Inverno. Para a análise do conforto, utiliza-se uma metodologia baseada na Abordagem Adaptativa. Os resultados mostraram que, quando o isolamento da envolvente é aumentado, a fim de que se possa evitar o sobreaquecimento excessivo, no Verão, é necessário controlar rigorosamente os ganhos internos e solares. Finalmente, foi desenvolvido um modelo teórico simplificado, que possibilita a previsão da temperatura média do ar no interior de edifícios multizona, sem condicionamento artificial. Esse modelo foi aplicado para casos representativos dentre os simulados e apresentou resultados fidedignos. Através dele, é possível determinar-se se a temperatura interior aumenta ou diminui, com o aumento do isolamento da envolvente, permitindo, portanto, optimizar o processo de especificação deste importante parâmetro do edifício.

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1 Introdução
1.1 Enquadramento
1.2 Objectivos
1.3 Estrutura

2 Metodologia
2.1 Justificação
2.2 Esquema geral
2.3 Programa TRNSYS
2.3.1 Escolha do programa de simulação
2.3.2 Descrição do funcionamento do TRNSYS
2.4 Processo de simulação através do PARAM
2.4.1 Primeira etapa: criação manual dos ficheiros para o projecto-base
2.4.2 Segunda etapa: criação de ficheiros
2.4.2.1 Ficheiros de entrada do PARAM
2.4.2.2 Ficheiros com dados utilizados durante as simulações e no pós-processamento
2.4.3 Terceira etapa: simulações e pós-processamento
2.5 Análise do conforto
2.5.1 Análise do conforto em ambientes interiores
2.5.1.1 Abordagem analítica
2.5.1.2 Abordagem empírica
2.5.1.3 Diferenças entre as abordagens analítica e empírica
2.5.2 Metodologia de análise do conforto adoptada
2.5.2.1 Modelo adaptativo adoptado: SCATs
2.5.2.2 Caracterização dos períodos de desconforto
3 Estudos paramétricos: dados de entrada
3.1 Modelos de edifícios escolhidos
3.2 Esquema geral dos estudos paramétricos
3.2.1 Primeiro grupo de estudos paramétricos ii
3.2.2 Segundo grupo de estudos paramétricos
3.3 Área dos envidraçados e orientação em relação ao sol
3.4 Envolventes exterior e interior e espessura do isolamento
3.4.1 Envolventes adoptadas
3.4.1.1 Envolventes com inércia média a alta
3.4.1.2 Envolventes com inércia fraca
3.4.2 Propriedades termo-físicas das envolventes adoptadas
3.5 Ganhos internos
3.6 Ventilação
3.7 Sombreamento das janelas
3.8 Clima
3.9 Regime de controlo da temperatura interior
3.10 Quadro-resumo dos dados de entrada
4 Estudos paramétricos: resultados
4.1 Esclarecimentos gerais sobre o capítulo
4.1.1 Esclarecimentos gerais sobre os casos detalhados
4.1.2 Esclarecimentos gerais sobre os resultados para as utilizações como habitação e serviços
4.2 Descrição de casos detalhados
4.2.1 Edifício A
4.2.1.1 Edifício A, caso de referência
4.2.1.2 Edifício A, caso de referência, utilizado como serviços
4.2.2 Edifício B
4.2.2.1 Edifício B, caso de referência
4.2.2.2 Edifício B, caso de referência, com variação do sombreamento
4.2.2.3 Edifício B, caso de referência, com variação da ventilação
4.2.2.4 Edifício B, caso de referência, utilizado como serviços
4.2.3 Edifício C
4.2.3.1 Edifício C, caso de referência
4.2.3.2 Edifício C, caso de referência, utilizado como serviços
4.3 Resultados para a utilização como habitação
4.3.1 Análise do conforto
4.3.1.1 Edifício B, em Évora, com ventilação mínima
4.3.1.2 Parâmetros de conforto seleccionados para representar as situações analisadas iii
4.3.1.3 Edifício C, em Évora, com ventilação mínima
4.3.1.4 Edifício A, em Évora, com ventilação mínima
4.3.1.5 Edifício B, em Évora, com diferentes possibilidades de ventilação
4.3.1.6 Edifícios A e C, em Évora, com diferentes possibilidades de ventilação
4.3.1.7 Edifícios B e C, em Évora, com alteração da cor exterior
4.3.1.8 Edifícios A, B e C, nos climas restantes, com todas as possibilidades consideradas
4.3.1.9 Diferenças entre os edifícios A, B e C
4.3.2 Análise das necessidades energéticas
4.3.3 Considerações finais para a utilização como habitação
4.4 Resultados para a utilização como serviços
4.4.1 Análise do conforto
4.4.1.1 Parâmetros de conforto seleccionados para representar as situações analisadas
4.4.1.2 Diferenças entre os edifícios de habitação e serviços
4.4.1.3 Edifícios A, B e C, com ganhos internos padrão 3, em todos os climas, com ventilação mínima
4.4.1.4 Edifícios A, B e C, com ganhos internos padrão 2, em todos os climas, com ventilação mínima
4.4.1.5 Edifícios A, B e C, em todos os climas, com diferentes possibilidades de ventilação
4.4.1.6 Alteração da inércia dos edifícios B e C
4.4.1.7 Edifícios A, B e C, em todos os climas, com alteração da cor exterior
4.4.1.8 Diferenças entre os edifícios A, B e C
4.4.2 Análise das necessidades energéticas
4.4.3 Considerações finais para a utilização como serviços
4.5 Considerações finais sobre o capítulo
5 Desenvolvimento do modelo simplificado de previsão de sobreaquecimento
5.1 Descrição geral
5.1.1 Objectivos
5.1.2 Descrição dos ganhos/perdas de calor de um edifício
5.1.3 Equações do modelo
5.2 Aplicação do modelo iv
5.2.1 Características dos casos seleccionados
5.2.2 Resultados
5.3 Aplicação prática e previsão do sobreaquecimento de um edifício através do modelo
5.3.1 Aplicação prática do modelo
5.3.2 Previsão do sobreaquecimento de um edifício através do modelo
5.4 Considerações finais
5.4.1 Interpretação dos resultados das simulações através do modelo
5.4.2 Conclusões
6 Conclusões e sugestões de trabalhos futuros
6.1 Conclusões
6.2 Sugestões de trabalhos futuros
7 Referências bibliográficas
Anexo A Ficheiro final de resultados do PARAM
Anexo B Valores máximos e mínimos mensais da temperatura de conforto
Anexo C Características geométricas dos edifícios A, B e C
Anexo D Coeficientes globais de transferência de calor da envolvente
Anexo E Factores solares das janelas utilizadas nas simulações
Anexo F Valores mensais de temperatura do solo
Anexo G Resultados para os edifícios B e C, utilizados como habitação, com ventilação mínima, em Lisboa, Porto, Atenas e Nice
Anexo H Resultados para os edifícios B e C, utilizados como habitação, com variadas possibilidades de ventilação, em Lisboa e no Porto
Anexo I Resultados para os edifícios B e C, utilizados como habitação, com variadas possibilidades de cor exterior, em Lisboa, Porto, Atenas e Nice
Anexo J Resultados para os edifícios A, B e C, utilizados como serviços (ganhos internos padrão 3), em vários climas, com ventilação mínima
Anexo L Resultados para os edifícios A, B e C, utilizados como serviços (ganhos internos padrões 2 e 3), em todos os climas, com diferentes possibilidades de ventilação
Anexo M Obtenção da equação dos ganhos/perdas de calor pela envolvente exterior opaca

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Autor: Chvatal, Karin Maria Soares
Orientador: Maldonado, Eduardo Alberto Baptista
Co-Orientador: Corvacho, Maria Helena Póvoas
Instituição: Departamento de Engenharia Civil — Faculdade de Engenharia — Universidade do Porto
Género: Tese de Doutoramento
Língua: Português
Data: 13 / 7 / 2007

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Trabalho Completo:
Relação entre o Nível de Isolamento Térmico da Envolvente dos Edifícios e o Potencial de Sobreaquecimento no Verão

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One Response to “Relação entre o Nível de Isolamento Térmico da Envolvente dos Edifícios e o Potencial de Sobreaquecimento no Verão”


Rui
31/03/2011 Responder

Bom dia e parabéns pelo site!

Não haverá uma forma (fonte ou livro) mais prática e expedita de verificação deste excesso de isolamento, isto é, de calcular o isolamento ideal para verão e inverno, consoante a zona, sem ter que recorrer a uma Tese de Doutoramento tão teórica e extensa?

Cumprimentos

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