Avaliação das estratégias bioclimáticas de projeto para clima quente e úmido através de simulação : estudo de caso de edificação unifamiliar em Joinville/SC

Abstract

Resumo: O aumento do consumo de energia, principalmente em países emergentes como o Brasil, e a busca por eficiência energética impulsiona uma mudança de comportamento. O crescimento da demanda de energia deve-se em parte, pela elevação do poder aquisitivo da população, que possibilita a aquisição de bens de consumo para conforto, como é o caso dos condicionadores de ar. Na contramão desta realidade, investigações realizadas em algumas cidades brasileiras comprovam melhora no desempenho térmico das edificações que fazem uso de estratégias bioclimáticas, diminuindo a necessidade de condicionamento artificial para o conforto do usuário. A partir deste e de outros conhecimentos já amadurecidos, objetivou-se com este trabalho explicar o efeito das táticas passivas de condicionamento térmico indicadas para clima de Joinville/SC, através da avaliação da performance térmica de uma unidade habitacional unifamiliar. Para este fim foi realizada a simulação computacional de um projeto residencial padrão, em sete modelos de composição construtiva e diferentes configurações de ocupação e taxa de ventilação. As estratégias passivas de condicionamento indicadas para Joinville foram constatadas com a elaboração da carta bioclimática e pelo estudo da NBR 15220/03: Desempenho térmico de edificações. A partir destas informações foram definidos os modelos a serem simulados e os parâmetros de conforto e desempenho utilizados como referência nesta pesquisa foram os definidos por Givoni (1992) e pela NBR 15575/08: Edifícios habitacionais de ate cinco pavimentos - Desempenho. A análise dos resultados das experimentações demonstrou que tanto as táticas indicadas no diagrama bioclimático quanto as preconizadas pela NBR 15220/03 são eficientes para amenizar o desconforto por calor, mas tem um efeito menor nos dias frios. Foi comprovado que a ventilação natural noturna é interessante para restaurar o conforto em dias quentes, mas somente quando as temperaturas externas são mais baixas que as internas. O inverso foi averiguado ao utilizar-se a ventilação diurna no inverno, pois, a incidência da radiação solar eleva as temperaturas externas e leva ao aumento das temperaturas internas. Dentre os resultados alcançados verificou-se a necessidade de priorizar estratégias para amenizar o desconforto por frio, assim como que o sistema de cobertura exerce maior influência sobre o desempenho térmico do caso estudado do que a inércia térmica das vedações verticais.

Abstract: The increase in energy consumption, especially in emerging countries such as Brazil, and the quest for energy efficiency drives behavior change. The growth in energy demand is due in part by rising purchasing power, which enables the acquisition of consumer goods, that improve life-comfort, such as air conditioners. In opposition, investigations in some Brazilian cities show improvement in the thermal performance of buildings that make use of bioclimatic strategies, reducing the need, for the comfort of the user, of artificial air-conditioning systems. Derived from this and other mature knowledge and conceptions, the aim of this work is to explain the effect of passive thermal conditioning tactics suited to climate Joinville/SC, by evaluating the thermal performance of a single-family household unit. To this end a computer simulation of a standard residential project was carried out in seven models of constructive and different conigurations of occupancy and ventilation rate composition. Passive strategies conditioning suitable for Joinville were found with the development of bioclimatic chart and study of NBR 15220/03: Thermal performance of buildings. From this information the models were defined to be simulated and the parameters of comfort and performance used as reference in this study were defined by Givoni (1992) and the NBR 15575/08: Residential buildings of up to five floors - Performance. The results of the experiments showed that both the tactics listed in bioclimatic diagram as recommended by the NBR 15220/03 are effective to alleviate the discomfort of heat but have a smaller effect on cold days. It has been proven that night natural ventilation is interesting to restore comfort on hot days, but only when outside temperatures are lower than internal. The reverse was ascertained by using daytime ventilation in winter, because the incidence of solar radiation raises the ambient temperatures and leads to increased internal temperatures. Among the achievements there was the need to prioritize strategies to alleviate the discomfort from cold as well as the roofing system has more influence on the thermal performance of the case study of the thermal inertia of the vertical seals.