Este subitem do estudo tem por objetivo realizar a comparação dos resultados obtidos e sua discussão com estudos correlacionados.
A Tabela 20 mostra uma síntese dos resultados obtidos para cada célula durante as estações em que a pesquisa foi realizada (outono, inverno e verão). Em negrito estão os resultados de maior relevância.
Tabela 20 – Síntese de resultados da pesquisa
ANÁLISES TÉRREA SEMIENTERRADA ENTERRADA
(CC) (CT1) (CT2) O UT O NO – 9 d ia s de m e d içã o
Desconforto para Frio (%) 63,8% 22,8% 2,1%
Desconforto para Calor (%) 100,0% 50,6% 42,7% Valores Absolutos Média (ºC) 19,8 20,4 21,2 Máxima (ºC) 33,9 32,4 31,7 Mínima (ºC) 13,7 15,6 14,5 Atraso Térmico (h) 1 0 9 Redução da Amplitude dos sensores Parede 0% 23% 34% Centro 0% 18% 28% Piso 0% 28% 62% Fator decremental Parede 1,59 1,16 0,61 Centro 1,48 1,22 1,07 Piso 1,48 1,14 0,97 INV E RNO – 10 di as d e m edição
Desconforto para Frio (%) 76,5% 72,3% 69,2%
Desconforto para Calor (%) N/A N/A N/A
Valores Absolutos Média (ºC) 17,0 15,1 15,8 Máxima (ºC) 20,5 20,1 18,8 Mínima (ºC) 12,3 12,6 14,6 Atraso Térmico (h) 4 4 10 Redução da Amplitude dos Sensores (%) Parede 30% 0% 45% Centro 0% 77% 92% Piso 0% 46% 83% Fator decremental Parede 1,27 1,40 1,35 Centro 1,13 1,00 1,01 Piso 1,82 1,44 1,22 V E R ÃO – 2 dias de med içã o
Desconforto para Frio (%) 52,2% 13,1% 1,9%
Desconforto para Calor (%) 100,0% 63,2% 0,0%
Valores Absolutos Média (ºC) 24,3 24,6 20,3 Máxima (ºC) 33,5 32,0 21,4 Mínima (ºC) 17,6 19,4 18,8 Atraso Térmico (h) 0 0 1 Redução da Amplitude dos Sensores (%) Parede 50% 0% 67% Centro 0% 71% 81% Piso 0% 69% 72% Fator decremental Parede 0,94 1,12 0,91 Centro 1,36 1,10 0,81 Piso 1,42 1,13 0,69 Fonte: A autora (2018).
Como pode ser notado, a célula-teste enterrada possui os menores índices de desconforto para frio e para calor em todas as estações medidas. Dentre seus
resultados, a estação que aparece em maior porcentagem de desconforto para frio foi a de inverno (69,2%) e de desconforto para calor (42,7%) foi a estação de outono, sendo que esta é a única estação medida em que a célula apresentou desconforto para calor. Os resultados são seguidos pela célula-teste semienterrada, com porcentagens para desconforto mais elevadas que as da CT2, porém menores dos que as auferidas na célula controle térrea, sendo esta última a que possui as maiores porcentagens de desconforto em todas as estações.
Quanto aos valores absolutos, foram negritados os maiores valores de temperatura média que encontravam-se na faixa de conforto térmico (18ºC ≤ Tconforto ≤ 29ºC) ou que estivessem mais próximos a esta, pois isto significa um menor gasto energético com o uso de métodos ativos para a manutenção do conforto. Novamente, para todas as estações a CT2 (enterrada) apresentou os melhores resultados, com a maior temperatura média, que esteve dentro da faixa de conforto, na estação de outono (21,2ºC) e com a maior temperatura média na estação de inverno (15,9ºC) e menor temperatura média na estação de verão (20,3ºC).
Quanto às temperaturas máximas e mínimas, elas podem ter efeito positivo ou negativo nos resultados de eficiência térmica de uma célula. Para que os resultados sejam interpretados corretamente, deve ser levado em conta em qual estação do ano as máximas e mínimas foram auferidas em uma determinada célula e qual tipo de desconforto – para frio ou para calor – o período apresentou.
Para o períodos de outono e inverno, a célula controle térrea apresentou as temperaturas máximas mais altas e as mínimas mais baixas, sendo a célula com maior instabilidade térmica devido a sua grande amplitude. No período de verão, a temperatura máxima interna foi medida na CC (térrea) – com 33,5ºC, acima da faixa de conforto; a mínima também foi auferida na CC (térrea) – com 17,6ºC, um pouco abaixo da faixa de conforto térmico. Vale salientar que, na estação de verão, a célula- teste enterrada foi a única que se manteve dentro da faixa de conforto térmico tanto quando avalia-se a média de temperatura mínima (18,8ºC) como na análise da média de temperatura máxima (21,4ºC), o que justifica a ausência de desconforto para calor nesta célula para este período.
Quanto ao atraso térmico, é explícito que em todas as estações auferidas a célula-teste enterrada possui a maior quantidade de horas, reafirmando o aumento da estabilidade térmica proveniente da inércia térmica do solo.
As reduções das amplitudes dos sensores em cada célula, apresentadas em porcentagem, mostram que as maiores reduções são apresentadas pelas CT2 (enterrada), em todos os sensores para todas as estações medidas. O sensor da CT2, que estava locado no centro da célula durante a estação de inverno, foi o que apresentou a maior porcentagem de redução da amplitude (92%) entre todos os sensores locados e entre todos as estações medidas. A estação de verão também teve o sensor da CT2 locado no centro da célula como a maior redução da amplitude para o período (81%), já a estação de outono aponta o sensor locado no piso da CT2 (62%) como maior porcentagem de abatimento da amplitude no período. Observa-se que, embora ocorra a redução da amplitude, devido ao maior contato com o solo, os sensores locados no piso nem sempre possuem os maiores abatimentos comparados aos sensores de parede e de centro.
Os fatores decrementais auferidos durante este estudo apresentaram os menores valores em todos os sensores locados (parede, centro e piso) na CT2 (enterrada), nas estações de outono e verão. Os sensores locados na CT2 durante a estação de outono tiveram valores crescentes da parede (0,61), piso (0,97) e centro (1,07). Na estação de verão a ordem crescente foi: piso (0,69), centro (0,81) e parede (0,91). No inverno obteve-se resultados diferentes das demais estações auferidas pois os melhores resultados de fatores decrementais ocorreram em células diferentes para cada sensor locado. O que esteve no centro das células mostrou menor fator decremental (1,00) na célula-teste semienterrada. Na célula-teste enterrada foi o sensor do piso que apresentou o menor fator (1,22) e na célula controle térrea foi o sensor da parede (1,27). Observa-se também que o menor fator decremental do sensor da parede ocorreu na estação de outono, já os menores fatores decrementais para os sensores de centro e piso ocorreram na estação de verão.
5 CONCLUSÕES
Conforme prevê a NBR 15220 (ASSOCIAÇÃO..., 2005), e previsto pelos estudos de Alves e Schmid (2015) e Hyden e Winquist (1981) – todos localizados na mesma classificação Cfb de Köppen-Geiger, o condicionamento passivo para a zona bioclimática 1 do Brasil, onde está situada a cidade de Curitiba, será insuficiente para manter os níveis de conforto térmico durante os períodos mais frios. Já os antigos povos indígenas da região utilizavam fogões ou fogareiros para a manutenção do conforto térmico do ambiente interno durante o inverno (CHMYZ, et al. 2003; CHMYZ,
et al. 2008; CHMYZ, et al. 2009). Este estudo reforça esta afirmativa, tendo em vista
que os resultados para o período do inverno apresentaram os maiores índices de desconforto dentre todas as estações auferidas. Salienta-se porém, que a utilização de método passivo que utilize a massa térmica do solo, tal como a célula-teste enterrada, pode ser aplicada para reduzir os gastos com energia para manter o conforto no ambiente interno.
A pesquisa apresentou algumas limitações, pois a célula-teste enterrada teve infiltração de água advinda da drenagem do subsolo do terreno 1, tendo que ser relocada para o terreno 2 entre as estações de outono e inverno do ano de 2017. Isso fez com que a leitura e tratamento dos resultados ficasse mais complexa e com menor precisão pois todas as células não estiveram expostas, nas estações de inverno e verão, às mesmas oscilações das variáveis externas. A composição do subsolo da cidade de Curitiba é basicamente de solos argilosos e, conforme previsto por Carmody e Sterling (1984) e reafirmado por Felipe (2011), locais com solo argiloso devem ser descartados para a implantação de edificações subterrâneas por serem pouco permeáveis.
Portanto, destaca-se que para a utilização de método passivo do uso da capacidade térmica do solo em edificações, sejam enterradas ou semienterradas, se faz necessário um estudo acurado de seu solo para verificar a viabilidade de implantação do método.
Este estudo conclui que a célula-teste enterrada apresenta a melhor eficiência térmica quando comparada a uma célula controle térrea durante os períodos de verão, outono e inverno na cidade de Curitiba – PR.
Este posicionamento foi embasado no comparativo de desempenho térmico de modelos em escala reduzida de células semienterrados e enterradas a uma térrea.
Os padrões e análises de desempenho apresentados na Tabela 20, com a síntese dos resultados, ressaltam as vantagens da célula-teste enterrada, que apresentou os melhores resultados em diversas análises realizadas durante as estações de outono, inverno e verão e que mostrou-se mais eficiente em todas quando comparada às demais. Em sequência, a célula semienterrada também demonstrou- se mais eficiente que a célula controle térrea. Com este dado, conclui-se também que, como já argumentado por Anselm (2008) e Barbero-Barrera et al. (2014), quanto maior a área de contato do invólucro com o solo, maior é a eficiência térmica da célula.
Juntamente com os demais estudos apresentados no referencial teórico, o estudo apresentado vem colaborar para o desenvolvimento de métodos passivos que contribuam na eficiência térmica e energética de edificações para a cidade de Curitiba. Pesquisas futuras ainda podem explorar:
A mitigação da umidade presente nas células enterradas e semienterradas através de métodos passivos como a ventilação cruzada ou uso de torres de ventilação;
A relação da profundidade e sua melhora no conforto térmico em construções enterradas;
Fontes de calor em espaços internos enterrados e sua manutenção de conforto quando comparados a espaços internos térreos;
A utilização de diferentes materiais e sua correlação com a eficiência térmica em construções enterradas;
A influência de diferentes tipos de cobertura superficial e seus
coeficientes de reflexão (albedo) correlacionados à eficiência térmica de construções enterradas;
A utilização de impermeabilizantes para construções enterradas e sua influência na umidade relativa interna e consequentemente no conforto.
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