DESEMPENHO TÉRMICO DE GALPÕES INDUSTRIAIS EQUIPADOS COM LANTERNINS

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Publicada em 04/10/2019

Discente: Bruno Henrique Lourenço Camargos

Resumo:

Neste trabalho, faz-se uma análise do desempenho térmico via simulação computacional de galpões industriais dotados de fonte interna de calor de alta intensidade, visando-se aferir as condições internas de conforto higrotérmico. Estuda-se a influência de algumas configurações de sistemas de fechamento considerando-se ainda os efeitos da ventilação natural, em função da posição das aberturas e da presença de lanternins. Compara-se os resultados anuais finais com os limites do índice IBUTG previstos na norma regulamentadora NR-15, como forma de avaliar a exposição ocupacional ao calor. Os resultados mostram que o aumento da temperatura interna pode chegar a 1,8°C em se tratando do fechamento metálico do galpão industrial e de até 0,9°C ao se aplicar camadas de isolantes térmicos no fechamento. Sob o viés da ventilação natural, proporcionada pelas aberturas de entrada de ar e pela presença do lanternim, observa-se que devido a esse se tem uma diminuição de até 9,2°C da temperatura interna do galpão, provando que esse aparelho é indispensável em se tratando de edificações dotadas de fonte interna de calor, uma vez que a fonte interna tende a contribuir para a intensificação do efeito chaminé e acentuar a exaustão natural do ar interno através do lanternim. Verifica-se que os galpões com maiores áreas para saída de ar apresentam melhor desempenho térmico, diminuindo em até 5,1°C a temperatura interna. Nota-se que a vazão possui comportamento simétrico nas aberturas do lanternim longitudinal, ou seja, quando uma abertura está com a máxima vazão de saída do ar interno, a abertura oposta à direção predominante do vento está atuando como ponto de entrada para o ar externo. Já os lanternins transversais mostram-se mais sensíveis em relação à direção do vento, posto que estão posicionados perpendicularmente à edificação. À vista disso, o melhor resultado encontrado é para a situação do vento incidindo paralelamente ao galpão obtendo-se uma redução na temperatura interna de até 1°C, aumento na taxa de renovação de ar por hora, no ambiente interno, em até 1ren/h, e um acréscimo de cerca de 10% no volume de ar infiltrado. O total de horas de desconforto anual do galpão munido com a melhor configuração, ou seja, aqueles com maiores áreas de saída de ar (equipados com lanternim longitudinal e lanternins transversais) e fechamento utilizando materiais com menores valores de absortância, apresenta apenas 8,25% das horas do ano acima do limite para o IBUTG recomendado pela norma, demonstrando a eficácia das intervenções de construção sugeridas neste trabalho frente à maximização do desempenho térmico global desta edificação industrial.

Abstract:

In this work, an analysis of the thermal performance is made through computer simulation of industrial shed equipped with an internal source of high intensity heat, aiming to assess the internal conditions of hygrothermic comfort. The influence of some configurations of closure systems is studied, also considering the effects of natural ventilation, depending on the position of the openings and the presence of ridge vent. The final annual results are compared with the limits of the IBUTG index foreseen in the regulatory standard NR-15, as a way to evaluate the occupational exposure to heat. The results show that the increase in internal temperature can reach 1,8°C when it comes to the metallic closure of the industrial shed and up to 0,9°C when applying layers of thermal insulators at the closure. Under the bias of natural ventilation, provided by the air intake openings and the presence of the ridge vent, it is observed that due to this there is a decrease of up to 9,2°C of the internal temperature of the shed, proving that this device is indispensable in buildings with an internal source of heat, since the internal source tends to contribute to the intensification of the chimney effect and accentuate the natural exhaust of internal air through the ridge vent. It is verified that the sheds with larger areas for air outlet present better thermal performance, decreasing in up to 5,1°C the internal temperature. It is noted that the flow has symmetrical behavior in the longitudinal ridge vent openings, that is, when an opening is with the maximum internal air outlet flow, the opening opposite to the predominant wind direction is acting as an entry point for the external air. The transverse ridge vents, on the other hand, are more sensitive in relation to the wind direction, since they are positioned perpendicularly to the building. In view of this, the best result found is for the wind situation occurring parallel to the shed, obtaining a reduction in internal temperature of up to 1°C, increase in the rate of air renewal per hour, in the internal environment, up to 1ren/h, and an increase of about 10% in the volume of infiltrated air. The total hours of annual discomfort of the shed equipped with the best configuration, i.e., those with larger air outlet areas (equipped with longitudinal ridge vent and transverse ridge vents) and closure using materials with lower absorbance values, presents only 8,25% of the hours of the year above the limit for the IBUTG recommended by the standard, demonstrating the effectiveness of construction interventions suggested in this work in order to maximize the overall thermal performance of this industrial building. Keywords: Thermal Performance, Industrial Shed, Natural Ventilation, Materials of Construction, WGBT

Palavras-chave:

Desempenho Térmico, Galpão Industrial, Ventilação Natural, Materiais deConstrução, IBUTG

Áreas de Concentração:

- Mestrado: Estruturas e Construção

Orientadores:

- Adriano Pinto Gomes
- Henor Artur de Souza

Banca Examinadora:

Prof. Henor Artur de Souza (UFOP, Presidente)
Prof. Adriano Pinto Gomes (IFMG, Co-orientador)
Prof. Arlindo Tribess (USP/SP)
Prof. Luiz Antônio Bortolaia (UFOP)
Prof. Luiz Joaquim Rocha (UFOP)

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