Avaliação do desempenho térmico – método de simulação

Para o procedimento de avaliação por simulação do desempenho térmico, referente a NBR 15575-2013, foi utilizado o software DesignBuilder. Foram simulados todos os recintos da unidade habitacional posicionada no último andar da edificação com a cobertura exposta, e levando em consideração as variáveis do projeto. Foi escolhido o pavimento da cobertura (sétimo pavimento) para a simulação, por ele ser o último pavimento e assim sofrendo influência externa através da cobertura.

A simulação foi realizada durante um período de inverno e um período de verão, e os resultados considerados foram obtidos em um dia típico no inverno e em um dia típico no verão, conforme os dados climáticos da cidade de Santa Maria/RS. Os dados gerados pelo programa foram de temperaturas internas e externas, sendo analisados os resultados de acordo com o item 2.2.2.

Modelagem da edificação 3.3.1

Na modelagem da edificação pelo software DesignBuilder foram inseridos os dados geométricos, materiais, elementos construtivos, taxa de ocupação, iluminação e ventilação do edifício, juntamente com sua posição solar e dados climáticos da cidade de Santa Maria/RS. A Figura 3.1 apresenta o modelo da edificação definida no programa.

O último pavimento da edificação foi modelado e simulado, considerado o piso desse pavimento como adiabático, por possuir mais pavimentos abaixo dele. Além dessas informações, foram inseridos os dados das atividades metabólicas de acordo com os ambientes de permanência prolongada e, também dados relacionados com o comportamento do edifício e de seus ocupantes, como: o arquivo climático e padrão de iluminação.

Figura 3.1 - Modelagem do objeto de estudo no software DesignBuilder.

Fonte: Programa DesignBuilder (2014).

Considerou-se na atividade metabólica dos ambientes de permanência prolongada o fator de 0,90 no dormitório e 0,45 na sala de estar.

Utilizou-se o mesmo modelo da edificação para análise de simulação do desempenho térmico e da eficiência térmica, porém com as propriedades do

software diferentes.

Arquivo climático 3.3.2

Na simulação pelo programa foram utilizados os dados de localização geográfica da cidade de Santa Maria/RS, referentes à latitude de -29,68 e da longitude de -53,80 e do arquivo climático da cidade. O arquivo climático utilizado é o Test Reference Year (TRY), o qual consiste em um ano climático de referencia com dados climáticos horários, apresentados em um formato padronizado, conforme formato básico para a simulação do desempenho térmico das edificações. O arquivo conta com informações climáticas para 8.760 horas do ano (FLORES, 2014).

Padrão de Ocupação 3.3.3

As schedules do padrão de ocupação somente são utilizadas na simulação para o período de inverno. O padrão de ocupação utilizado foi o mesmo usado na simulação para o RTQ-R.

Segundo INMETRO (2012) o padrão de ocupação é definido como duas pessoas por dormitório, onde a sala é um ambiente utilizado por todos os usuários. O padrão de ocupação é diferente durante a semana e o final de semana, e para os ambientes de permanência prolongada. É possível analisar pela Tabela 3.1 o

porcentual da ocupação durante os dias de semana e no final de semana, nos ambientes de dormitórios e de salas de estar.

Tabela 3.1 - Padrão de ocupação para dias de semana e final de semana do RTQ-R e norma de desempenho HORÁRIO DORMITÓRIO ESTAR DIAS DE SEMANA FINAL DE

SEMANA DIA DE SEMANA

FINAL DE SEMANA 1h-7h 100% 100% 0 0 8h-9h 0 100% 0 0 10h 0 50% 0 0 11h 0 0 0 25% 12h 0 0 0 75% 13h 0 0 0 0 14h 0 0 25% 75% 15h-17h 0 0 25% 50% 18h 0 0 25% 25% 19h 0 0 100% 25% 20h 0 0 100% 50% 21h 0 50% 50% 50% 22h-24h 0 100% 0 0

Fonte: Adaptado INMETRO (2012).

Padrão de Iluminação 3.3.4

As schedules correspondentes ao padrão de iluminação dos ambientes de permanência prolongada e de acordo com o dia da semana são distintas. O padrão de iluminação é o mesmo utilizado para a simulação do RTQ-R, conforme a Tabela 3.2.

O padrão de uso da iluminação utilizado se distingue em dois padrões, um para os dias da semana e outro para os finais de semana. Conforme a tabela é possível visualizar os valores utilizados nos ambientes de permanência prolongada, os dormitórios e a sala. Os valores de 100% representam os horários de iluminação e os valores de 0% representam quando a iluminação está desligada (INMETRO, 2012).

Tabela 3.2 - Padrão de uso iluminação HORÁRIO DORMITÓRIO ESTAR DIAS DE SEMANA FINAL DE

SEMANA DIA DE SEMANA

FINAL DE SEMANA 1h-6h 0 0 0 0 7h 100% 0 0 0 8h 0 0 0 0 9h 0 100% 0 0 10h 0 0 0 0 11h-12h 0 0 0 100% 13h-16h 0 0 0 0 17h-20h 0 0 100% 100% 21h 100% 100% 100% 100% 22h 100% 100% 0 0 23h-24h 0 0 0 0

Fonte: Adaptado INMETRO (2012).

Dia típico 3.3.5

O dia típico foi definido de acordo com Flores (2014) pela metodologia de Sattle. Segundo a autora, esse método compreende um conjunto de condições climáticas representativas de um local, adquirindo a probabilidade de ocorrência. Os dias típicos de inverno e os dias típicos de verão se dão em três níveis de probabilidade de ocorrência (2,5%, 5% e 10%). O dia típico é representado pelos dados horários de temperatura de bulbo seco e de bulbo úmido (ou umidade relativa), radiação solar, direção e velocidade do vento. Nos dias típicos de inverno os diferentes níveis apresentam as temperaturas durante 24 horas, destacando a temperatura mínima do dia. Nos dias típicos de verão, os níveis apresentam também as temperaturas durante 24 horas (FLORES, 2014).

Estipulou-se o nível de 2,5% para a avaliação dos resultados da simulação, pois esse nível apresenta uma variação menor de probabilidade de ocorrência de dias mais críticos. De acordo com Flores (2014, pg.92) o dia típico de inverno no nível de 2,5% tem como características a temperatura mínima de 4,2ºC às 7horas da manhã. Porém, nos resultados da simulação, não se encontrou o dia e a temperatura estabelecida por Gomes, então se analisou os dias que tivessem as mesmas características de temperatura e radiação nos determinados horários. Assim utilizou- se na simulação na temperatura de 3ºC às 9horas, referente ao dia 30 de setembro de 2002.

Na simulação do desempenho térmico de verão, por Flores (2014, pg. 95), o dia típico de verão com nível de 2,5% tem a temperatura máxima de 33,2ºC às 16 horas. O dia semelhante à Flores foi com a temperatura de 30,6ºC às 15 horas no dia 20 de fevereiro de 2002.

3.4 Avaliação da eficiência energética – método prescritivo

A avaliação pelo método prescritivo da eficiência energética será realizada de acordo com o Manual para Aplicação do RTQ-R, conforme o item 2.6. Primeiramente será feita a avaliação da unidade habitacional. Foram coletadas as informações projetuais da edificação e deles serão analisados os pré-requisitos da envoltória:

 Transmitância térmica, capacidade térmica e absortância solar das superfícies;

 Ventilação natural;  Iluminação natural;  Ventilação cruzada.

Para os cálculos foram utilizados os dados da Zona Bioclimática 2, considerando a classificação das Zonas Bioclimáticas da NBR 15220. A planilha se divide em cinco análises:

 Análise da envoltória e dos pré-requisitos dos ambientes;

 Análise dos pré-requisitos da envoltória e equivalente numérico da envoltória;  Análise das bonificações;

 Análise do aquecimento de água;

 Análise da pontuação total da unidade habitacional.

Com a análise da envoltória e dos pré-requisitos dos ambientes é determinado o graus-hora para resfriamento, consumo de energia para aquecimento e o consumo para refrigeração de cada ambiente de permanência prolongada para a Zona Bbioclimática 2. Posteriormente, com esses valores e a área útil de cada ambiente é possível calcular o resultado dos equivalentes numéricos das envoltórias para resfriamento e para aquecimento.

Na análise dos pré-requisitos da envoltória e o equivalente numérico da envoltória é determinado o valor de pontuação dos pré-requisitos gerais da UH da

envoltória para verão e envoltória para inverno. Na análise das bonificações são inseridos os dados das bonificações por ventilação natural, iluminação natural, dentre outras (vistas a seguir), resultando a pontuação total de bonificação.

Para a análise do sistema de aquecimento de água adotado na edificação será inserido os dados nos itens da planilha e as especificações do manual. Por fim, após serem inseridos os dados necessários para essas avaliações, a planilha gera o resultado da pontuação final da unidade habitacional. Após a definição dos resultados da pontuação final de todas as UHs, é realizada a pontuação total da edificação, pela ponderação das áreas das UHs com o valor de suas classificações. Para finalizar, é efetuada a classificação da pontuação das áreas de uso comum, através dos materiais e equipamentos instalados, cálculos e métodos do Manual do RTQ-R.