1 INTRODUÇÃO
4.1 COMPARAÇÃO DOS DADOS SIMULADOS PELA EMPRESA X E MEDIÇÃO
4.1.1 Parâmetros da Simulação
Os parâmetros que foram adotados pelo laboratório contratado pela empresa para a simulação do desempenho térmico pelo DesingBuilder são:
Densidade de pessoas para habitações unifamiliares de duas pessoas por dormitório, como descrito na NBR 9077/2001 – Saídas de Emergência em edifícios;
Para cálculo da temperatura média do solo, fez-se uso do programa auxiliar do
EnergyPlus, conhecido como software Slab;
Para a taxa de renovação do ar a recomendação da NBR 15575 – 1, estabelece a taxa de ventilação do ambiente de 1ren/h., (ABNT, 2013);
Cronogramas de ocupação, para os locais padrão de análise;
Para a simulação de inverno, o valor adotado para as cargas internas de equipamentos e atividades foram consideradas em 2,0W/m²;
A absortância solar para edificações sem cores definidas segundo a NBR 15575 (ABNT,2013) estipula três opções e estas foram simuladas sendo: 0,30 (cores claras), 0,50 (cores médias) e de 0,70 (cores escuras). (Absortância taxa de radiação solar absorvida por uma superfície pela taxa de radiação emitida por um corpo à mesma temperatura).
A seguir, são expostos os valores simulados pelo laboratório, para a condição típica de verão nos diversos ambientes com um comparativo entre temperaturas externas e internas máximas e também, já apresentando o nível de desempenho atingido em cada ambiente. Para a análise da norma levando em consideração o ambiente mais crítico para cada situação em que as absortâncias consideradas foram de 0,3, 0,5 e 0,7.
O critério de avaliação do desempenho térmico para condições de verão, como representa a figura 10, mostra que valor máximo da temperatura do ar no interior de recintos de permanência prolongada, sem a presença de fontes internas de calor (ocupantes, lâmpadas, outros equipamentos eletroeletrônicos) deve ser sempre menor ou igual ao valor máximo diário da temperatura do ar exterior.
Figura 10: Critérios para condições típicas de verão
Fonte: NBR 15575 - ABNT, 2013.
O nível para aceitação de acordo com a NBR15575 (ABNT, 2013) é o M, denominado mínimo, como demonstrado na figura. O interior da edificação deve apresentar condições térmicas no interior da edificação melhores ou iguais às do ambiente externo, à sombra, para o dia típico de verão. (ABNT, 2013). A seguir são expostos os resultados disponibilizados pela empresa X de Santa Rosa, responsável pela execução da obra e pela solicitação da simulação computacional.
Figura 11: Resultados para absortância = 0,3
Fonte: Empresa X, 2014.
Zonas 1 a 7 Zona 8
M Ti,max ≤ Te,max Ti,max ≤ Te,max
I Ti,max ≤ (Te,max - 2°C) Ti,max ≤ (Te,max - 1°C)
S Ti,max ≤ (Te,max - 4°C) Ti,max ≤ (Te,max - 2°C)
Nível de desempenho Critério
Ti, max é o valor diário da temperatura do ar no interior da edificação, em graus Celsius; Te, max é o valor diário da temperatura do ar no exterior da edificação, em graus Celsius;
30,27 29,72 31,11 30,25 29,81 30,92 -5,75 -6,28 -4,89 -5,75 -6,19 -5,08 S S S S S Unidade 2 Dormitório 8,52 m² 36,00 Dormitório 9,12 m² 36,00 Sala 36,00 S Dormitório 8,52 m² 36,00 Dormitório 9,12 m² 36,00 Sala 36,00
Ambiente de permanencia prolongada Temperatura ext. Máx (°C) Temperatura int. Máx (°C) Diferença de temp.(°C) Unidade 1
Como é possível interpretar, nesta tabela, nota-se que para uma absortância baixa, de acordo com os requisitos da NBR 15575 (ABNT, 2013), o desempenho da edificação foi superior (S) em todos os ambientes simulados, sendo assim, os melhores resultados obtidos.
Figura 12: Resultados para absortância = 0,5
Fonte: Empresa X, 2014.
Observa-se que para uma absortância intermediária, os dormitórios mantiveram o desempenho superior (S), sendo que apenas nas salas decaíram para intermediário (I).
Figura 13: Resultados para absortância = 0,7
Fonte: Empresa X, 2014.
Já para a asbsortância elevada observada na tabela, todos os ambientes apresentaram um desempenho intermediário, sendo este o pior caso simulado.
Desta forma, sendo considerados os critérios da NBR15575 (ABNT, 2013), a edificação geminada no período do verão alcança um nível de absortância (S) superior de desempenho para o nível 0,3 de absortância à radiação solar nas paredes e para os níveis 0,5 e 0,7 predominantemente um desempenho intermediário (I) à absortância solar.
4.1.2 Parâmetros da medição in loco
As unidades do Residencial Habitacional da cidade de Santo Ângelo, possuem características construtivas que influenciam em seu desempenho térmico, sendo compostas de um dormitório de 8,52m² de área, um dormitório de 9,12m² de área, sala de estar/jantar de
31,59 31,23 32,31 Dormitório 9,12 m² 36,00 -4,47 S Sala 36,00 -3,69 I Sala 36,00 -3,52 I Unidade 2 Dormitório 8,52 m² 36,00 -4,41 S 32,48 Dormitório 8,52 m² 36,00 -4,39 S Dormitório 9,12 m² 36,00 -4,87 S 31,61 31,13 Unidade 1
Ambiente de permanencia prolongada Temperatura ext. Máx (°C) Temperatura int Máx (°C) Diferença de temp.(°C) Desempenho
33,12 32,49 33,79 33,11 32,61 33,65 Dormitório 9,12 m² 36,00 -3,39 I Sala 36,00 -2,35 I Sala 36,00 -2,21 I Unidade 2 Dormitório 8,52 m² 36,00 -2,89 I Dormitório 8,52 m² 36,00 -2,88 I Dormitório 9,12 m² 36,00 -3,51 I Unidade 1
15,94m², banheiro com área de 3,75m² e circulação de 1,41m², totalizando uma unidade de 44,71m² e cada unidade geminada, ou seja, duas unidades ligadas pela parede divisória em mesma proporção de área e lote, com 89,42m².
As edificações consideradas nas avaliações apresentam as seguintes características construtivas: paredes externas e internas compostas por blocos de concreto de largura 11,5 cm, reboco interno de 1,5cm e externo de 2,0cm, totalizando uma parede de espessura de 15cm; piso em cerâmica, no tamanho 30x30cm; cobertura em telhas de concreto de espessura 12mm, na cor natural de concreto, valor de absortância de 0,7, forro em PVC (Ploricloreto de Vinila) com 8mm. As figuras 14 e 15 ilustram as unidades encontradas na situação atual no bairro.
Figura 14: Fachada frontal de uma unidade geminada
Fonte: AUTORIA PRÓPRIA, 2017.
Durante a medição, ficou evidente que a disparidade dos resultados dão-se pelo fato de que as edificações possuem cores diversificadas que interferem no desempenho térmico, ausência de vegetação e proteções externas contra radiação solar. Também, as telhas em concreto elevam a temperatura dos ambientes conforme a cor escolhida (clara), o calor é dissipado para a laje e consequentemente aos ambientes internos.
Figura 15: Fundos de uma unidade geminada
Fonte: AUTORIA PRÓPRIA, 2017.
As imagens ilustram os fechamentos atualmente encontrados no bairro, muitas das unidades geminadas foram ampliadas com garagens, outras foram reformadas e alguns itens utilizados no método simulado substituídos, porem na sua grande maioria pode-se perceber que ainda permaneciam como projetado inicialmente.
Os resultados das medições in loco, são resultados da máxima temperatura externa em °C e máxima temperatura interna em °C e analisadas de acordo com critério da NBR 15575 (ABNT, 2013).
Figura 16: Resultado da medição in loco
Fonte: AUTORIA PRÓPRIA, 2017.
De acordo com o que apresenta-se na figura, partindo dos mesmos critérios normativos da simulação de software, e para um dia típico de verão qualquer, para a temperatura mais crítica interna e externa de cada ambiente medido, apenas o desempenho mínimo foi atingido nos dormitórios, sendo que na sala o desempenho mínimo não foi atingido. 28,50 M 28,50 M 28,50 Não atingido 28,25 28,89 -0,25 0,39 Unidade crítica medida
Ambiente de permanencia prolongada Temperatura ext. Máx (°C) Temperatura int. Máx (°C) Diferença de temp.(°C) Desempenho
27,97 -0,53
Dormitório 8,52 m² Dormitório 9,12 m²
4.1.3 Síntese dos parâmetros em análise
Conforme observado nas tabelas, quando simuladas em software com condições de projeto específicas, com padrão de fechamento, absortância, dia típico de verão e dados climáticos de responsabilidade do laboratório selecionado pela Empresa X, entre as absortâncias, prevaleceu o desempenho intermediário (I) nos ambientes de permanência prolongados em análise.
Já a medição in loco, para a condição climática disponível durante o tempo de realização do trabalho, sendo parecido com o dia crítico de verão, para a amostra previamente calculada o desempenho da edificação levando em consideração as máximas temperaturas monitoradas durante o dia foi predominantemente mínimo (M) e no ambiente da sala de estar não atingido.
Os resultados esperados, de acordo com o sugerido pelo laudo técnico eram de desempenhos intermediários (I) a superiores (S), porém, pelo método de aferição estes desempenhos não foram atingidos. A contradição entre o esperado e resultante pode ser justificada de certa forma pois, as condições simuladas não levam em consideração a presença de aparelhos eletroeletrônicos, lâmpadas, ocupação, possíveis trocas de componentes dispostos originalmente pelo programa de moradia, má conservação, ausência de manutenção e entre outros fatores, as condições geográficas e peculiares da região onde estão inseridas as habitações por serem baseadas em dados semelhantes e genéricos.
4.2 COMPARATIVO ENTRE CÁLCULOS MANUAIS E SOFTWARE CONFORTO Realizados os cálculos manuais, de acordo com a NBR 15220 (ABNT, 2005) e os cálculos no software online Conforto, o resultados apresentam-se para uma melhor compreensão na Tabela 5, contendo os valores correspondentes da transmitância térmica (U dados em W/ m².K), resistência térmica (R dados em ((m².K) /W)), capacidade térmica (dados em KJ/(m².K)) e atraso térmico (dados em horas) para cada um dos métodos em estudo.
Tabela 5: Síntese dos métodos de cálculo
Cálculo manual
Software Conforto 3 198,47 0,3328
Método
3,76 3,4 Resistência térmica total Atraso térmico
(m²/.k/W) (h) 2,78 182,70 0,3588 Trânsmitância térmica (W/m².k) Capacidade térmica (kJ/m².K)
Analisando a Tabela 5, percebeu-se pouca diferença entre os valores resultantes, comprovando que os métodos seguem as mesmas condições normativas, a variação entre os métodos é praticamente insignificante. Além disso quando consultado o anexo C da NBR 15220 (ABNT, 2005), exposto na Tabela 6 a seguir, os valores encontrados encontram-se em sua maioria dentro dos padrões estimados.
Tabela 6: Anexo C NBR15220
Fonte: ABNT, 2005.
Comparando o que consta nas Tabela 5 e Tabela 6, os níveis de transmitância térmica devem ser menores ou iguais a 3,00 W/m².k para parede leve, 3,60 W/m².k para parede leve refletora e 2,20 para parede pesada, sendo os valores encontrados nos métodos, respectivamente de 2,78 W/m².k e 3 W/m².k, ou seja, estão de acordo com o valor estipulado em norma para parede leve e leve refletora, deixando a desejar apenas para parede pesada. Já em relação ao atraso térmico, para parede leve e leve refletora, admitem-se valores menores ou iguais a 4,3 horas, sendo os resultados de cálculo abaixo do valor limite, 3,76 horas e 3,4 horas respectivamente e para paredes pesadas onde admite-se o valor menor ou igual a 6,5 horas. Pode-se também notar que quanto maior a transmitância térmica, menor será o valor do atraso térmico.
Já a capacidade térmica, também possui um valor normatizado a ser respeitado para que a edificação proporcione conforto térmico ao seu usuário, de acordo com a NBR 15575 (ABNT, 2013) conforme representado na Tabela.
Tabela 7: Critério da capacidade térmica para paredes externas
Fonte: ABNT, 2013.
ϕ ≤ 4,3
Pesada (0,7) U≤2,20 ϕ ≤ 6,5
Paredes Leve refletora (0,5) U≤3,60
(W/m².k) (Horas)
Leve (0,3) U≤3,00 ϕ ≤ 4,3
O valor obtido nos cálculos e software Conforto, respectivamente foram de 182,70 kJ/m².K e 198,47 kJ/m².K para a capacidade térmica da parede da residência, sendo maiores que o valor mínimo para que o componente tenha um desempenho térmico mínimo, estimado na NBR 15575 com valores maiores ou iguais a 130 kJ/m².K.
5
CONCLUSÃO
Este trabalho teve como objetivo principal realizar uma análise in loco do desempenho térmico do bloco de concreto pós construção, afim de comparar resultados previamente simulados em software com os requisitos da NBR 15575 e NBR 15220 em edificações de habitação de interesse social na cidade de Santo Ângelo –RS.
A metodologia utilizada para as medições in loco quando processados seus dados, apresentou uma unidade crítica que, ao ser analisada quanto as exigências da NBR 15575 não atingiu os parâmetros mínimos em ambos os ambientes de permanência prolongada, enquanto a simulação em software apresentava níveis superiores e intermediários de desempenho para o dia crítico de verão, as medições realizadas a partir do mesmo princípio, mesmo não sendo o dia crítico de verão resultaram em desempenho mínimo aos dormitórios e para a sala de estar não atendido o requisito mínimo. Ou seja, o bloco de concreto utilizado na edificação não atende aos parâmetros mínimos exigidos para a zona bioclimática de Santo Ângelo.
Dessa maneira, entende-se também, que os moradores, equipamentos eletroeletrônicos e fechamentos podem ter sido grandes fatores de influência nos resultados obtidos in loco, justificando de certa forma a disparidade com o resultado simulado sem que fossem considerados esses aspectos. O que deixa ainda mais aflorada a necessidade de serem concebidos projetos, condizentes com a realidade do dia a dia, e que levem em consideração os fatores internos e externos para que as habitações de interesse social possam ter o mínimo de conforto térmico e condições de habitabilidade.
Contudo, nos métodos de cálculo manuais e em software online para os cálculos de transmitância térmica, capacidade térmica, resistência térmica total e atraso térmico tiveram uma variação insignificante, comprovando que ambos os métodos podem ser utilizados e são válidos na determinação desses coeficientes térmico, portanto, aptos a serem analisados frente aos requisitos normativos da ABNT, constantes na NBR 15220.
Os resultados obtidos para a transmitância térmica, indicam a capacidade do fluxo de calor que incide no elemento construtivo (parede), enquadram-se nos valores normatizados. No entanto, o atraso térmico também teve seus resultados abaixo do nível máximo estipulado pela norma. Observando então que, quanto maior a transmitância térmica de uma parede,
menor será o tempo transcorrido entre a variação térmica em um meio e sua aparição na superfície oposta do mesmo. A capacidade térmica do componente ficou acima do mínimo normatizado, o que indica que a energia necessária para elevar em 1°C é relativamente alta.
O objetivo cumpriu-se ao comparar a realidade in loco das edificações com o parâmetros previamente ensaiados, proporcionando avaliar perante os requisitos normativos quais aspectos referentes ao conforto térmico fossem satisfatoriamente atendidos, mesmo que, a situação simulada não pudesse ser o exato dia crítico de verão devido ao curto espaço de tempo para a realização do trabalho, acaba sendo válido por proporcionar métodos distintos para avaliar as condições das habitações de interesse social em questão.
Sugestões de trabalhos futuros:
Análise de desempenho de bloco de concreto em outra zona bioclimática; Análise computacional comparando com outros tipos de bloco.
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