Influência da envoltória no desempenho termoenergético de edificações institucionais no semiárido

Abstract

ResumoA eficiência energética em edificações está relacionada à arquitetura bioclimática, que é a adequação da edificação ao clima local. Este estudo objetivou analisar a influência de determinadas características arquitetônicas e construtivas no consumo de eletricidade de edificações situadas em Mossoró, RN, cujo clima é tropical semiárido. Foram coletados dados relativos às características térmicas e geométricas dos elementos arquitetônicos, como: formato da edificação, disposição e uso dos ambientes, orientação cardeal das fachadas, posicionamento de elementos transparentes e propriedades térmicas dos materiais que compõem os sistemas construtivos. Para análise do desempenho termoenergético de parâmetros como transmitância e absortância térmica de paredes externas e da cobertura, percentual de aberturas nas fachadas, ângulos verticais de sombreamento de elementos translúcidos e orientação cardeal das edificações, utilizou-se o programa EnergyPlus, que simula o consumo de eletricidade predial ao longo do ano, baseado em modelos similares às edificações deste estudo. Nestas edificações, em função das variáveis arquitetônicas testadas, o condicionamento artificial de ar foi o principal responsável pela variação de consumo anual de eletricidade, enquanto que o consumo de sistemas de iluminação artificial e de equipamentos permaneceu constante em todos os cenários simulados. Adicionalmente, os revestimentos claros e refletivos das edificações, o baixo percentual de áreas envidraçadas nas fachadas e a existência de elementos de sombreamento contribuíram para minimizar os efeitos da radiação solar no aquecimento das edificações. A partir deste diagnóstico, são propostas recomendações projetuais para envoltória de edificações termicamente eficientes, inseridas no clima tropical semiárido e que tenham a necessidade de condicionamento artificial de ar.Palavras-chave: Arquitetura bioclimática. Eficiência energética. Simulação computacional. AbstractEnergy efficiency in buildings is related to the bioclimatic architecture, which is the adequacy of the building to the local climate. This study aimed to analyze the influence of specific architectural and construction characteristics on the electricity consumption in buildings located at Mossoró, RN, whose climate is tropical semi-arid. We recorded data of thermal and geometric characteristics of the architectural elements, such as building shape, layout, and use of spaces, the cardinal orientation of facades, positioning of translucent elements and thermal properties of construction systems materials. For the thermal and energy performance analysis of parameters such as thermal transmittance and absorptance of external walls and roofs, window-to-wall ratio, vertical shading angles of translucent openings and buildings cardinal orientation, the EnergyPlus program was used to simulate electricity consumption throughout the year, based on models similar to the target buildings of this study. In these buildings, due to the architectural variables tested, artificial air conditio...

Multi-objective optimization of school building envelope for two distinct geometric designs in southern Brazil

“…Monteiro 55 combined DesignBuilder simulation results with computational fluid dynamics (CFD) to enhance the thermal performance of a Brazilian social housing unit located in Macaíba, Rio Grande do Norte. Oliveira and Lunardi 56 used EnergyPlus to assess the influence of architectural design variables on energy consumption of university building located in Mossoró, Rio Grande do Norte. The study indicated the window frames as important feature in the building’s performance.…”

Investigação do conforto térmico no semiárido brasileiro

“…As diretrizes para a obtenção de conforto térmico nesse clima envolvem a utilização de soluções como a proteção contra a radiação solar direta e o aproveitamento adequado da ventilação natural [3] [4]. A performance da ventilação natural resulta do desenho apropriado das aberturas do edifício, que devem considerar a influência das condições do local e seu microclima [5].…”