Métodos de avaliação de desempenho

A ABNT NBR 15575:2013 propõe uma avaliação de desempenho baseada em um conjunto de instrumentos: análises teóricas, simulações, ensaios experimentais e inspeções técnicas; a fim de avaliar se os requisitos estabelecidos estão sendo atendidos. Nesse sentido, a ISO 15686:2012 indica que os dados sobre o envelhecimento dos

componentes de uma edificação podem ser obtidos por meio de quatro categorias, sendo elas: a exposição em estações de envelhecimento natural, a inspeção em edifícios, a exposição em edifícios experimentais, e a exposição nas condições de uso (uso intencional em condições normais, avaliando o comportamento a curto prazo).

Dentre os métodos utilizados para avaliar as condições de exposição e degradação estão os ensaios acelerados, e informações obtidas por meio de dados de degradação de componentes e/ou ambientes de uso semelhantes. No entanto, o ambiente controlado do laboratório de ensaios ou os estudos de campo podem ser insuficientes para uma avaliação de durabilidade, por essa razão, estudos conduzidos por meio de simulação computacional podem contribuir de forma complementar para que se amplie a compreensão dos fenômenos de degradação e as variáveis envolvidas (ZANONI; SÁNCHEZ; BAUER, 2016).

Para avaliar o desempenho térmico de edificações a ABNT NBR 15575:2013 apresenta três métodos de avaliação: o simplificado, medição real e simulação computacional. O método simplificado verifica o atendimento aos requisitos e critérios baseado nos valores da transmitância térmica (U) e capacidade térmica (C) das paredes de fachada e das coberturas. A medição in loco avalia o atendimento aos requisitos e critérios normativos, por meio da realização de medições em edificações existentes ou em protótipos construídos com essa finalidade. Por fim, na simulação computacional a norma determina a utilização do software Energy Plus 7 para os casos em que os valores obtidos para a transmitância térmica e/ou capacidade térmica se mostrarem insatisfatórios, o desempenho térmico global da edificação deve ser avaliado por simulação computacional.

Zanoni, Sánchez e Bauer (2016) ressaltam que a NBR 15575 desconsidera os fenômenos simultâneos relacionados ao transporte de calor e umidade e às condições de exposição das edificações associadas aos agentes climáticos de degradação e, portanto, as exigências quanto ao desempenho térmico estão restritas a características e propriedades térmicas dos materiais e sistemas construtivos. Ainda de acordo com os autores, no Brasil, as exigências normativas para os estudos do comportamento higrotérmico dos sistemas

construtivos de vedação vertical são mínimos e, usualmente, parte das propriedades higrotérmicas não são determinadas pelos laboratórios brasileiros, uma vez que não são exigências das normas nacionais.

Como foi mencionado anteriormente, o desempenho de edificações deve atender as exigências e as necessidades dos usuários, respeitando as condições de durabilidade, conforto, segurança das habitações. Nesse sentido, para avançar no estudo do desempenho de edificações, também é fundamental que as propriedades e o comportamento em uso de materiais de construção e sistemas construtivos sejam conhecidos.

Com o intuito de estudar estes aspectos, nas últimas décadas foram desenvolvidos alguns softwares e modelos de análise higrotérmica. Delgado et al. (2010) fizeram uma revisão dos modelos higrotérmicos usados em materiais de construção porosos e identificaram cinquenta e sete ferramentas de modelagem higrotérmica, estas utilizam diferentes modelos e propriedades para simulação do transporte de calor, ar, umidade e sais em uma ou mais dimensões. No entanto, apenas quatorze destas ferramentas estavam disponíveis para o público em geral. Então, os autores organizaram uma extensa revisão destas ferramentas com um levantamento do número de propriedades e condições de contorno consideradas em seus modelos. Desta análise destaca-se a ferramenta WUFI® _{por ser uma}

das que apresentam mais propriedades analisadas e consideradas em seu modelo.

O programa WUFI® _{PRO 6.3 (Wärme- Und Feuchtetransport Instationär - Transient Heat}

and Moisture Transport), desenvolvido pelo Instituto de Física das Construções de Fraunhofer (IBP), segue um modelo unidirecional de transporte de calor e umidade não estacionário, governado por equações diferenciais de equilíbrio de calor e de umidade e foi validado por meio de experimentos realizados pelos desenvolvedores e, também, por pesquisadores de diversos países que comprovaram a viabilidade da adoção do WUFI como uma ferramenta de estudos higrotérmicos (DÍAZ et al., 2013; DANIOTTI et al., 2014; ZANONI, 2015; NASCIMENTO, 2016; SANTOS et al., 2018).

A metodologia adotada pelo software é baseada na DIN EN 15026:2007 - Hygrothermal performance of building components and building elements - Assessment of moisture transfer by numerical simulation. De acordo com as exigências da norma, os modelos de cálculo para simulação higrotérmica deverão englobar as seguintes variáveis:

• densidade de massa aparente;

• condutividade térmica da matéria seca e dependência com a umidade; • calor específico;

• porosidade;

• coeficiente de absorção de água;

• permeabilidade ao vapor de água e dependência com a umidade; • fator de resistência à difusão do vapor de água;

• teor de umidade de referência; • teor de umidade de saturação livre;

• condutividade térmica complementar dependente da umidade; • condutividade térmica complementar dependente da temperatura;

• curva de armazenamento de umidade: isotermas de adsorção e dessorção; e • coeficiente de transferência de água líquida.

Em estudos recentes em que a simulação computacional tem sido empregada para análise do comportamento higrotérmico de materiais e elementos construtivos, observa-se que o WUFI® (https://wufi.de/en/software/wufi-pro/) tem sido bastante utilizado. Segundo Coelho e Henriques (2016) isto se deve principalmente a popularidade e facilidade de utilização do software. Zanoni (2015) utilizou o WUFI Pro 5.3® no estudo de diferentes sistemas de revestimentos argamassados em Brasília-DF. Nascimento (2016) estudou a degradação de fachadas de edifícios por meio de simulação higrotérmica fazendo uso da mesma ferramenta. Nascimento et al. (2016) estudaram a degradação em fachadas de edifícios por ação de agentes climáticos utilizando o WUFI Pro 5.3®. De Souza et al. (2016) também utilizaram esta versão do software no estudo de danos em regiões da fachada. Afonso, Brito e Akutsu (2018) utilizaram o WUFI-Plus® e WUFI-BIO® a fim de analisar a ocorrência de bolores em edificações com paredes de concreto. Santos et al. (2018) utilizaram o software WUFI PRO 5.3® em um estudo de caso sobre o desempenho higrotérmico de paredes de fachada. Vertal et al. (2018) utilizaram o WUFI para avaliar

a influência da água no substrato de telhados verdes durante o período do verão da Eslováquia Oriental.