ESTUDO DA EFICIÊNCIA DE FACHADAS DUPLAS NO DESEMPENHO TÉRMICO DE EDIFICAÇÕES

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Publicada em 30/03/2017

Discente: Leonardo Carvalho Oliveira de Souza

Resumo:

Fachadas duplas consistem na construção de uma fachada externa à edificação de modo a formar uma camada de ar circulante e têm sido amplamente utilizadas em todo mundo contribuindo com o desempenho térmico do ambiente construído. Neste trabalho faz-se um estudo da eficiência de uma fachada dupla utilizando uma célula protótipo, com foco no fluxo de ar e na convecção de calor na cavidade formada pela fachada dupla. O estudo abrange medições in loco e simulação numérica. Para aquisição de dados, termopares de superfície do tipo K são instalados nas faces das paredes e anemômetros de fio quente posicionados de modo a se obter a velocidade do vento na abertura inferior e superior da cavidade. A cavidade formada pela fachada dupla, ou seja, a espessura da camada de ar entre a fachada externa e a parede externa tem seus valores variados em 20, 15 e 10 cm. Implementa-se por meio do software ANSYS CFX um modelo numérico para avaliar a convecção de calor na cavidade e o fluxo de ar. Os resultados obtidos mostram que a presença da fachada dupla contribui com a diminuição da temperatura no interior do ambiente e a espessura da cavidade exerce papel importante uma vez que faz variar a velocidade de entrada do vento e a troca de calor entre as faces das paredes. Observa-se que o valor máximo de espessura (20 cm) propicia uma maior diferença de temperatura entre as faces das paredes, porém tem a menor eficiência energética uma vez que o ar apresenta menor velocidade de entrada não conseguindo remover tanto calor das superfícies como nas configurações de 15 cm e 10 cm.

Abstract:

Double-skin façades or DSF’s consist in the construction of an external façade to the building so as to form a layer of circulating air and have been widely used throughout the world contributing to the thermal performance of the built environment. In this work, a study of the efficiency of a double façade using a prototype cell, focusing on the airflow and the convection of heat in the cavity formed by the double façade, is carried out. The study covers measurements in loco and numerical simulation. For data acquisition, K-type surface thermocouples are installed on the wall faces and hot wire anemometers are positioned so as to obtain the air velocity in the lower and openings of the cavity. The cavity formed by the double façade, that is, the thickness of the air layer between the external façade and the external wall has its values varied by 20, 15 and 10 cm. ANSYS CFX software implements a numerical model to evaluate the convection of heat in the cavity and the airflow. The results show that the presence of the double façade contributes to a decrease of the temperature inside the environment and the thickness of the cavity plays an important role so that it varies the speed of wind in the entry and the heat exchange between the faces of the walls. It is observed that the maximum value of cavity depth (20cm) provides a greater temperature difference between the faces of the walls, however it has the least energy efficiency since the air presents a lower speed of entry, being unable to remove as much heat from the surfaces as in the configurations 15 cm and 10 cm.

Palavras-chave:

Double skin façades, Heat convection, Airflow, Experimental analysis, Numerical simulation.

Áreas de Concentração:

- Mestrado: Construção Metálica

Orientadores:

- Henor Artur de Souza

Banca Examinadora:

Prof. Henor Artur de Souza, UFOP (Presidente)
Profa. Eliana Ferreira Rodrigues, UFOP
Prof. Gilmar Guimarães, UFU

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