INFLUÊNCIA DO SOLO NO DESEMPENHO TÉRMICO DE HABITAÇÕES COM CÔMODOS SUBTERRÂNEOS

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Publicada em 18/08/2017

Discente: Bruna Cristina Resende

Resumo:

Dentre os diversos fatores que interferem no desempenho térmico das edificações, a temperatura do solo nem sempre é considerada nas avaliações de desempenho térmico. Entretanto, a temperatura do solo é um fator que influencia o resultado final das trocas de calor dos ambientes, principalmente em edificações térreas. Desta forma, faz-se necessário avaliar esta influência devido à interação do solo com as paredes e piso de uma edificação, pois a transferência de calor através desses elementos tem uma extensão significativa na carga térmica total de uma edificação térrea. Além disso, em função do caráter tridimensional e transiente dos processos de troca de calor envolvendo o solo, a abordagem numérica torna-se uma ferramenta importante na análise do desempenho térmico das edificações. Neste contexto, o programa EnergyPlus surge como uma alternativa para a obtenção de tais resultados, principalmente por meio do pré-processador Basement. Diante dessas considerações, neste trabalho avalia-se os resultados fornecidos por meio das simulações realizadas no programa EnergyPlus, levando-se em consideração o efeito do processo de transferência de calor através do piso e paredes subterrâneos numa residência. A análise das alternativas de modelagem existente no programa mostra que o módulo Basement apresenta uma formulação mais sofisticada que, dentre as opções de simulação encontradas no EnergyPlus, gera valores de temperatura da interface piso/paredes e solo de forma mais precisa. Os resultados ainda indicam que o uso de outras alternativas de modelagem, no lugar do Basement, gera uma diferença significativa nos resultados encontrados para a temperatura interna do porão, alcançando um valor máximo de 1,9ºC, no verão, e 1,4ºC, no inverno. Verifica-se também a influência de alguns parâmetros nos resultados finais de desempenho térmico a partir da variação de alguns dados de entrada. Os resultados destas análises apontam que a variação do tipo de solo é capaz de alterar a temperatura interna do ambiente em até 0,4ºC. Além disso, o material de isolamento das paredes e piso do ambiente subterrâneo é capaz de manter a temperatura do ambiente interno mais elevada em até 0,5ºC em relação ao ambiente externo

Abstract:

Among the several factors that interfere in the thermal performance of buildings, soil temperature is not always considered in the thermal performance evaluations. However, the soil temperature is a factor that influences the final result of the environments heat exchanges, mainly in earth sheltered buildings. In this way, it is necessary to evaluate this influence due to the interaction of the soil with the buildings walls and floors, since the heat transfer through these elements has a significant extension in the total thermal load of a building. In addition, due to the three-dimensional and transient character of the heat exchange processes involving the ground, the numerical approach becomes an important tool in the analysis of buildings thermal performance. In this context, EnergyPlus appears as an alternative to obtain such results, mainly through the Basement preprocessor. Take these into consideration, this work evaluates the results provided by the simulations carried out in the EnergyPlus program, taking account the effect of the heat transfer process through the floor and underground walls in a residence. The analysis of the modeling alternatives in the program showed that the Basement preprocessor works correctly and presents a more sophisticated formulation that, among the simulation options found in EnergyPlus, generates temperature values of the floor/walls and soil interface more precisely. The results also indicated that, for an unconditioned basement, the use of other modeling alternatives, in place of the Basement, generates a great difference in the results found for a basement internal temperature, reaching a maximum value of 1,9ºC, in the summer , and 1,4°C, in winter. It was also verified the influence of some parameters on the final results of a thermal performance from the variation of some input data. The results of these analyzes indicated that the variation of the soil thermophysical properties is able to alter the internal temperature of the environment up to 0,4ºC. Besides, the insulation material of the underground environment walls and floors was able to keep the internal ambient temperature higher up to 0,5ºC in relation to the external environment.

Palavras-chave:

Thermal Performance of Buildings, EnergyPlus, Basement Pre-processor, Basement Thermal Analysis, Soil Temperature.

Áreas de Concentração:

- Mestrado: Construção Metálica

Orientadores:

- Adriano Pinto Gomes
- Henor Artur de Souza

Banca Examinadora:

Prof. Henor Artur de Souza, UFOP (Presidente)
Prof. Adriano Pinto Gomes, IFMG
Prof. Luiz Joaquim Cardoso Rocha, UFOP
Profa. Joice Correna Carlo, UFV

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