Dissertação apresentada à Comissão de Pós-Graduação da Escola de Engenharia de São Carlos da Universidade de São Paulo, como parte dos requisitos para o Mestrado em Arquitetura e Urbanismo Área de concentração: Arquitetura e Urbanismo Tecnologia Orientador: Profa. Dissertação apresentada à Comissão de Pós-Graduação da Escola de Engenharia de São Carlos da Universidade de São Paulo, para obtenção do título de Mestre. Agradeço à professora da FAUUSP – Faculdade de Arquitetura e Urbanismo da Universidade de São Paulo, Márcia Alucci, por me ensinar o que vai além da teoria e por não me deixar desanimar, me encorajando diante das dificuldades.
Por ocasião do exame de qualificação de pós-graduação da EESC USP – Escola de Engenharia de São Carlos da Universidade de São Paulo, em agosto de 2005, gostaria de agradecer ao professor da FEC UNICAMP – Faculdade de Engenharia Civil da Universidade de Campinas, Lucila Labaki, e ao professor da UFSCar – Universidade Federal de São Carlos, Mauricio Roriz, pelas críticas e comentários que contribuíram para a conclusão desta tese.
INTRODUÇÃO
Segundo Geller (1990), os sistemas de iluminação artificial e ar condicionado são os que mais consomem eletricidade em edifícios residenciais e comerciais. No setor residencial, os sistemas de climatização artificial representam 32% do consumo elétrico do edifício, os sistemas de iluminação 23% e os sistemas de aquecimento de água 26%. No setor comercial, os sistemas de condicionamento artificial representam 37% e os sistemas de iluminação 44%.
Isso comprova que o projeto arquitetônico de uma edificação está diretamente relacionado ao seu consumo de energia.
REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
Além de afetar o desempenho térmico da edificação, os protetores solares favorecem a boa distribuição da luz natural no ambiente, controlando a penetração da radiação solar direta e o excesso de luz natural difusa, contribuindo também para o conforto luminotécnico. Ier é a radiação solar direta que entra no interior do ambiente sem afetar os planos do sistema de sombreamento (w/m²). Ies é a radiação solar difusa que entra no interior do ambiente sem afetar os planos do sistema de sombreamento (w/m²).
Ir é a radiação solar direta incidente na superfície vertical da persiana (w/m²) Is é a radiação solar difusa incidente na superfície vertical da persiana (w/m²). É notável que com este método as superfícies dos elementos de sombreamento se comportem como difusores perfeitos quando expostas à radiação solar, levando em consideração três coeficientes de reflexão. IDg é a radiação solar direta transmitida através do vidro comum de 3 mm f é a fração da radiação difusa que é obstruída pela tela.
MÉTODOS E MATERIAIS
A célula de teste possui duas aberturas de estudo, uma na parede voltada para o norte e outra na parede voltada para o oeste (Figura 101). A porta de entrada da cela de teste foi embutida na parede voltada para o leste, feita de madeira (cedro). As paredes da célula de ensaio são construídas em tijolos maciços de argila não revestidos, com 0,10 m de espessura, assentados com argamassa de cimento comum e pintados de branco por dentro e por fora (Figura 105).
A Figura 127 mostra uma fotografia do interior da célula de teste com os termopares instalados nas superfícies que devem medir e no centro do ambiente. O objetivo também foi avaliar a eficiência térmica deste para-sol e comparar o desempenho térmico de células de teste com ele, células de teste com guarda-sóis transparentes e uma célula de teste sem guarda-sol. Célula de teste A – Célula de teste protegida com uma brisa transparente formada por placas de vidro float incolor comum, com 4 mm de espessura;
Célula de teste B - Célula de teste protegida por uma camada transparente formada por mini painéis de vidro impressos boreais de 4 mm de espessura. Célula de teste C - Célula de teste protegida por um swab transparente feito de placas de vidro float azul, 6 mm de espessura;. Célula de teste D - Célula de teste protegida por uma zaragatoa transparente formada por placas de vidro reflector de vácuo de prata média, com 4 mm de espessura;.
Gráficos das temperaturas do ar externo e das temperaturas do ar no centro das células de teste foram gerados a partir dessas médias. Em outra avaliação, a carga térmica acumulada foi calculada para estimar o consumo de energia necessário para resfriamento caso fossem instalados equipamentos de ar condicionado em cada célula de teste. As medições foram feitas simultaneamente em um ponto externo, no ponto central da célula de teste de referência e no ponto central de uma célula de teste com brise.
Como a gravação era manual, foi necessária a ajuda de um aluno de graduação para registrar a iluminância dentro e fora da célula de teste de referência enquanto era feito um percurso registrando os níveis de luz natural dentro das outras células de teste.
APRESENTAÇÃO E DISCUSSÃO DOS RESULTADOS
Comparando este último valor com a temperatura do ar na célula de teste com vidro float transparente e incolor (célula de teste A), verificou-se que não houve alteração, ou seja, em ambas as células de teste (célula de teste E e célula-teste A). . ) a temperatura do ar atingiu 30,1°C. Os resultados das medições de temperatura do ar nas células de teste com os guarda-sóis na fachada oeste mostraram uma diferença mútua maior, até 1ºC. As temperaturas médias do ar interno da célula de teste protegida com o shaver de vidro impresso transparente (célula de teste B) tiveram seus valores entre as temperaturas apresentadas na célula de teste com a sombrinha de vidro transparente incolor e as temperaturas médias internas da célula. com brise transparente de vidro reflexivo metalizado a vácuo de prata média (célula teste D), com máxima de 26,2 °C às 17h (Figura 163).
A temperatura do ar atingiu 31,9ºC dentro da célula de teste protegida com um vidro azul transparente (célula de teste C), 31,8ºC dentro da célula de teste com freio de metal (célula de teste F), 31,6ºC dentro da célula de teste com um vácuo de vidro reflexivo de prata média lâmina transparente metalizada (célula de teste D) e 31,5°C dentro da célula de teste protegida com um vidro impresso transparente (célula de teste B) (consulte o Apêndice C). Porém, como a avaliação é comparativa, o importante é a diferença entre as temperaturas do ar dentro de cada célula de teste. As temperaturas mais baixas do ar ocorreram dentro das células de teste com um vidro reflexivo transparente metalizado a vácuo médio de prata (célula de teste D), com um vidro flutuante azul transparente (célula de teste D) e com uma lâmina de metal (célula de teste F), seus valores sendo 27,5°C, 27,6°C e 27,8°C, respectivamente (consulte o Apêndice C).
As temperaturas da superfície do vidro impresso estão entre as temperaturas da superfície do vidro azul e incolor, assim como as temperaturas do ar dentro da célula de teste com brisa de vidro impresso aplicada (célula de teste B). Com as ripas da fachada norte, as temperaturas superficiais do lado de fora do vidro da janela atingiram 37,5ºC na cela de teste com ripa de vidro transparente azul (célula de teste C), 36,5ºC na cela de teste com ripa de prata (cell test) D ), 35,2ºC na célula de teste com brisa impressa (célula de teste B) e 34,6ºC na célula de teste de brisa metálica (célula de teste F); e no interior do vidro da janela 36,1ºC na célula de teste bluebrisa, 35,7ºC na célula de teste prata, 34,2ºC na célula de teste impressa e 33,9ºC na célula de teste de metal (Figura 176 e Figura 177) . Em contraste com os resultados com brisa aplicada na fachada norte, as temperaturas da superfície do vidro da janela na célula de teste com brisa de prata (célula de teste D) foram as mais baixas durante as medições com brisa na fachada oeste, 31,7 ºC nas duas laterais do vidro, e as temperaturas da superfície do vidro da janela da célula de teste com brisa impressa (célula de teste B) foram as mais altas, 34,2ºC na parte externa e 33,4ºC na parte interna do vidro (Figura 178 e Figura 179) .
A célula de teste com vidro transparente tem um brilho ligeiramente maior do que a célula de teste sem vidro. Como esperado, as células de teste com grade de vidro float azul (célula de teste C), grade de metal (célula de teste F) e grade de vidro reflexiva metalizada a vácuo de prata média. célula de teste D), têm brilho menor do que a célula de teste sem lâmina (célula de teste E) (Figura 180).
CONSIDERAÇÕES FINAIS
Durante a pesquisa de campo surgiram muitas dúvidas sobre o procedimento de medição das variáveis térmicas, o que comprovou a necessidade de estudos metodológicos nesta área. Descobriu-se que as medições de campo tinham que ser bem planejadas, previamente testadas e, se possível, refeitas após a avaliação. Em conexão com esta pesquisa, por exemplo, seria interessante medir também as temperaturas superficiais internas dos componentes da célula de teste, paredes, piso e teto, para posteriormente calcular a temperatura média de radiação em um ponto interno do teste célula.
Também para a avaliação do conforto térmico na célula de teste, seria muito útil obter dados de medição de umidade relativa e velocidade do ar na célula de teste, bem como a temperatura da terra. Concluiu-se que a avaliação baseada apenas na temperatura máxima do ar interno não é suficiente, pois pode ofuscar o bom desempenho térmico das lâminas transparentes. Portanto, para avaliar o desempenho térmico de sombreamentos ou superfícies transparentes, recomenda-se a realização de uma análise de satisfação do usuário além da avaliação das temperaturas do ar e das temperaturas da superfície do vidro da janela. e calcular a taxa de aquecimento cumulativa dentro do ambiente.
No entanto, para obter resultados mais conclusivos, será necessário refazer algumas medições de campo, incluindo outras variáveis, como as mencionadas acima. Outra sugestão para pesquisas futuras é estudar o desempenho da luz medindo vários pontos dentro da célula de teste e assim analisar a distribuição da luz natural. A primeira consiste no desenvolvimento de um modelo matemático para avaliar o desempenho térmico de persianas de vidro fixas horizontais.
Este trabalho teve início em outubro de 2005 e está sendo desenvolvido pelo autor desta tese, juntamente com o aluno de pós-graduação Daniel Cóstola, sob a orientação dos professores da Faculdade de Arquitetura e Urbanismo da Universidade de São Paulo Dr. esta pesquisa, que também está sendo desenvolvida pelo autor, envolve a comparação de dados obtidos em medições de campo com os resultados gerados em simulações com o software TAS.
Conforto térmico, conforto leve e economia de energia; Procedimentos de desenvolvimento e avaliação de projetos de construção. LabEEE – Laboratório de Eficiência Energética em Edificações, Departamento de Engenharia Civil, Universidade Federal de Santa Catarina. Anais do III Encontro Nacional e I Encontro Latino-Americano de Conforto no Ambiente Construído, Gramado, RS, 1995.
Guarda-chuva/saliência de guarda-chuva: um estudo comparativo da resposta térmica do ambiente construído em zonas equatoriais úmidas.
APÊNDICE
ANEXO D – DADOS DE MEDIÇÃO DE LUZ NATURAL Tabela 11 – Níveis de luz medidos em 9 de abril de 2005.
ANEXO
