contato
Publicada em 28/02/2019
Discente: Mariana Tonini de Araujo
Resumo:A tipologia de construção de uma edificação, os materiais de construção que a compõe, sua orientação e localização geográfica, sua função social e sua interação com o clima local são fatores que podem produzir impactos negativos no consumo energético para o condicionamento da habitação, o qual visa oferecer conforto térmico aos ocupantes. Por meio de um projeto estrutural adequado e da utilização de tipos de fechamento que apresentem bom desempenho térmico em relação ao clima local é possível uma melhor eficiência global da edificação. Diversas variáveis estão envolvidas nos processos de troca de calor e de massa entre o meio externo e o ambiente interno, influenciando a resposta adequada da edificação, tais como: parâmetros climáticos e ambientais, número de ocupantes e atividades realizadas por estes, características termofísicas dos fechamentos e demais materiais de construção, dentre outros. Devido ao grande número de variáveis existentes nos processos térmicos a simulação computacional é o método mais adequado a ser utilizado, sendo o programa EnergyPlus indicado pela NBR 15.575 para realização de simulações energéticas. Em muitas análises de eficiência energética no entanto, o cálculo da condução de calor através da envoltória da edificação não considera o transporte e armazenamento de umidade pelos materiais de construção que a compõe, o que pode levar a erros na obtenção da temperatura e umidade relativa internos. Dessa forma, neste trabalho avalia-se os efeitos da umidade na envoltória de uma edificação, por meio da simulação computacional no EnergyPlus de uma habitação residencial unifamiliar térrea, em alvenaria de tijolos cerâmicos e concreto maciço, comparando-se os modelos higrotérmicos Effective Moisture Penetration Depth Model (EMPD) e Combined Heat and Moisture Transfer Model (HAMT) ao modelo Conduction Transfer Function Model (CTF), o qual não considera efeitos de umidade na envoltória. Verifica-se uma maior umidade relativa do ar e razão de umidade da zona térmica analisada quando se utiliza o modelo HAMT na simulação numérica dos dois fechamentos, e uma redução dos valores de temperatura interna do ambiente. Em termos quantitativos, comparando-se os modelos HAMT e EMPD com o modelo CTF, a demanda energética anual de resfriamento pode apresentar uma redução de 28% com o modelo EMPD na alvenaria e um aumento de 5% com o HAMT no concreto maciço. Para a demanda energética anual de aquecimento, a qual possui valores irrisórios em relação ao resfriamento, o modelo EMPD pode apresentar uma redução de 57% para o concreto maciço e o modelo HAMT chega a aumentar seu consumo anual em 68% na alvenaria, em relação ao modelo CTF.
Abstract:The building typology, its constructive materials, solar and geographic orientation, social meaning and interaction with local climate are factors that can lead to negative impacts on the energy consumption for an artificially air-conditioned building, which aim to offer thermal comfort to residents. By means of an adequate structural project and by using external closures that shows a good thermal performance within the local climate it is possible do improve the global efficiency of the building. Many variables are involved on the heat and mass exchange processes between the internal and external environment, affecting the adequate answer of the edification, such as: climatic and environmental parameters, number of occupants and their activities, thermophysical characteristics of enclosures and other construction materials, among others. Due to the high number of variables involved at thermal processes the computer simulation is the most adequate method to be utilized, being the EnergyPlus program indicated by NBR 15.575 to the realization of energy simulations. However, on many analyses of energy efficiency, the conduction heat through the enclosure of the dwelling doesn’t take into account the transport and storage of moisture at its construction materials, which can lead to errors on the measurement of the internal temperature and relative humidity. Thus, this work evaluates the effects of moisture in the envelope of a building, through an EnergyPlus computational simulation of a residential single-family home, structured in ceramic bricks masonry and solid concrete, comparing hygrothermic models Effective Moisture Penetration Depth Model (EMPD) and Combined Heat and Moisture Transfer Model (HAMT) to the Conduction Transfer Function Model (CTF), which does not consider moisture effects in the envelope. There is a higher relative humidity and humidity ratio of the thermal zone analyzed when using the HAMT model at the numerical simulation of the two closures, and a reduction on the internal temperature values of the environment. In quantitative terms, comparing HAMT and EMPD models with CTF model, the annual energy demand for cooling can show a 28% reduction with the EMPD model in the masonry and a 5% increase with the HAMT in the solid concrete. For the annual heating energy demand, which has negligible value in relation to cooling, the EMPD model can presents a reduction of 57% for solid concrete, and the HAMT model increases its annual consumption by 68% in masonry in relation to the CTF model.
Áreas de Concentração: - Mestrado: Estruturas e Construção
- Adriano Pinto Gomes
- Henor Artur de Souza
Prof. Henor Artur de Souza (UFOP, Presidente)
Prof. Adriano Pinto Gomes (IFMG, Co-orientador)
Prof. Luiz Antônio Bartolaia (UFOP)
Profa. Cecília da Rocha (UFRGS)
