E ntrada DE D ados A rquivos C lim áticos

Recentemente, MENDES et al (2001) reuniram informações de pesquisadores brasileiros e constatou que uma das maiores dificuldades em simular o desempenho termo-energético no Brasil é a falta de dados climáticos de qualidade. Já em 1993, MASON e KINSGTON (1993) citaram a medição em somente 3 horas do dia e a ausência de dados de radiação solar como os maiores problemas encontrados nos arquivos climáticos horários nas principais cidades do mundo. Além da qualidade dos arquivos, o formato também não atende à necessidade dos usuários. O formato do TRY, ano climático de referência, apresenta dados de temperatura de bulbo seco, temperatura de bulbo úmido, umidade, pressão barométrica, direção e velocidade do vento e nebulosidade, mas não inclui a radiação solar. CRAWLEY e HUANG (1997) apontaram a ausência de dados medidos de radiação e a eliminação das situações climáticas extremas como os principais problemas do TRY. Para solucionar as limitações do TRY, foram desenvolvidos arquivos climáticos como o TMY, Typical Meteorological Year e, mais recentemente, o WYEC,

Weather Year fo r Energy Calculations, de formato como o TRY, porém com a radiação solar

medida ou calculada, dentre outros dados. A simulação destes formatos de arquivos climáticos de cidades dos EUA no DOE 2.1-E resultou numa diferença de até 11%, principalmente na parcela da energia usada para o aquecimento. Em cidades onde o aquecimento e o resfiiamento são de igual importância, cujo uso depende somente da estação do ano, a diferença entre o consumo medido e o simulado com os arquivos climáticos TRY, TMY2 e WYEC2 chegou a 15%.

Tais arquivos, cujos dados adicionais de iluminância, tempo presente (CRAWLEY et al, 1999), dentre outros, atende às recentes exigências de maior precisão nas simulações termo-energéticas em edificações (HENSEN, 1999), apresentam melhor convergência às longas séries de tempo; o

WYEC2 é mais semelhante às longas séries de tempo da radiação solar e o TMY aos dados de temperatura (CRAWLEY e HUANG, 1997), sendo mais adequados à simulação termo energética. HENSEN (1999) afirmou que estes novos arquivos devem permitir avaliações em períodos de tempo menores que um ano completo e devem ser flexíveis a ponto de permanecer ainda compatível ao acomodar outros dados ainda não existentes em seu formato original. Este formato seria adotado pelo programa Energy Plus.

HENSEN (1999) também apontou problemas no uso de arquivos TRY para edificações típicas, já que para cada caso cuja edificação se diferencie da “típica”, seria necessária a compilação de outro TRY baseado nas características desta nova edificação. Justifica, para tanto, que os dados contidos em arquivos climáticos como os TRY não são correlacionados, como temperatura e radiação, então, deve-se estabelecer pesos para cada fator do clima (temperatura, radiação, vento, etc...) no momento de definir quais dias e horas são incluídas no TRY. Entretanto, para cada tipologia construtiva, alguns fatores climáticos são mais relevantes que outros, de forma que, para cada edificação cuja sensibilidade seja maior a um determinado fator climático, o arquivo TRY deveria possuir este fator mais relevante com maior peso, resultando em um diferente arquivo TRY para cada tipo de edificação. Em geral, a sensibilidade de uma edificação é maior à temperatura e à radiação solar, razão pela qual THEVERNARD e BRUNGER (2001) desenvolveram arquivos climáticos IWEC - International Weather Year fo r Energy Calculations - cujos meses são selecionados conforme o método para criar arquivos TMY porém utilizando- se índices mensais compostos por índices com pesos diferentes para cada fator climático. Cada fator climático apresentou pesos que variaram de 2,5 a 40 para TBS, temperatura de ponto de orvalho, velocidade do vento, direção do vento e radiação solar. Nos arquivos IWEC, a TBS média e a radiação solar responderam por 70 % do índice composto mensal.

Para verificar o uso do TRY, PEDRINI (1997) comparou dois arquivos climáticos de Florianópolis, Santa Catarina; um TRY63 com dados de radiação calculados pelo DOE 2.1-E e outro REAL95 com dados de radiação medidos, identificando uma diferença significativa nos dados de radiação e vento dos arquivos climáticos. Entretanto, sua conclusão final baseou-se no consumo, que para 11 meses do ano, a exceção foi dezembro, mostrou-se inferior a 3%, concluindo então que o trabalho e.tempo consumidos para a compilação de um arquivo climático específico para um ano de referência não se justificam Para vento somente, a diferença no consumo de energia de um edifício condicionado simulado com arquivos climáticos com dados de vento existentes e não existentes, iguais a zero, chegou a 6%.

KRÜGER e LAMBERTS (1999) também compararam os cálculos de radiação efetuados pelo DOE 2 .1-E a partir da nebulosidade com dados de radiação medidos na estação do LABSOLAR, UFSC, encontrando significativas diferenças em condições de céu parcialmente nublado, quando a nebulosidade é média Apesar da nebulosidade ter sido medida num local 20 km distante do LABSOLAR, as estimativas de radiação em condições extremas de nebulosidade, céu claro e céu encoberto, mostraram-se fiéis à radiação estimada pelo DOE 2.1-E. Entretanto, a correlação entre a radiação medida pelo LABSOLAR e a radiação estimada pelo DOE 2.1-E mostrou-se baixa, com R^ de 0,58, assim como a freqüência de ocorrência da nebulosidade mostrou ser comum a condição de nebulosidade média em Florianópolis, o que prejudica a estimativa do DOE 2.1-E.

Para evitar tais erros na estimativa da radiação solar, é possível utilizar a equação empírica desenvolvida por PITTA (2001) para cálculo da radiação global diária em Florianópolis, elaborada através de dados medidos no LABSOLAR, Laboratório de Energia Solar da UFSC. A equação possui a nebulosidade e a radiação solar extraterrestre como dados de entrada, tendo ainda os coeficientes a, b e c, que se alteram de mês a mês, em razão do ciclo anual do sol. Estes coeficientes serão apresentados na metodologia

A discussão sobre a validade de arquivos e dados climáticos utilizados em simulações energéticas estende-se ainda por outros campos na literatura. Cabe ressaltar que esta discussão resulta da importância do clima sobre os efeitos térmicos das edificações e, conseqüentemente, sobre os efeitos no consumo de energia A evolução da complexidade dos cálculos energéticos fi^ente ao crescente número de variáveis é acompanhada pela evolução dos programas para simulações termo-energéticas, tomando-se estes importantes ferramentas para o estudo do edifício e das condições do meio onde está inserido.