NATALIA DA SILVA FACCIO, Determinação da área ideal de janela para a zona bioclimática 7 através de simulação computacional

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Determinação da área ideal de janela para a zona bioclimática 7 através de simulação

computacional

Determination of the ideal window area for bioclimatic zone 7 through computer

simulation

FACCIO, Natalia da Silva1_{, LEÃO, Marlon.}2

Resumo: As janelas possuem grande importância nas edificações por permitirem a integração da luz natural com a artificial, entretanto, elas também permitem ganhos e perdas de calor, aumentando o consumo de energia para condicionamento de ar. Dessa forma, este trabalho tem como objetivo encontrar a área ideal de janela que promova um balanço ideal entre a provisão de iluminação natural e o consumo de energia para condicionamento de ar e iluminação artificial para um edifício comercial hipotético localizado na cidade de Cuiabá – MT. Através de simulações utilizando o programa DesignBuilder, foram avaliadas salas com diferentes proporções e tamanhos, variando a área de janela de 0 a 100%, para as quatro principais orientações. A partir dos resultados, constatou-se que salas maiores e com janelas pequenas apreconstatou-sentam menor consumo de energia por área de piso, assim como as salas com a fachada voltada para as orientações com pouca radiação solar incidente. Por fim, foram identificadas as porcentagens de áreas ideais de janela que apresentaram o consumo mínimo de energia para cada geometria, tamanho de sala e orientação, que variaram de 8% para a orientação leste, proporção 1:2 e índice K=0,6, até 91% para a orientação sul, proporção 1:2, índice K=5,00.

Palavras-chave: Consumo de energia; eficiência energética; iluminação natural.

Abstract: Windows are very important in buildings because they allow the integration of natural and artificial light, however, they also allow heat gains and losses, increasing energy consumption for air conditioning. Thus, this work aims to find the ideal window area that promotes an ideal balance between the provision of natural lighting and energy consumption for air conditioning and artificial lighting for a hypothetical commercial building in Cuiabá – MT. Through simulations using DesignBuilder program, rooms with different ratios and sizes were evaluated, varying window area from 0 to 100%, for the four main orientations. As of the results, it was found that larger rooms with small windows have lower energy consumption per floor area, as well as rooms with the façade facing the orientations with little incident solar radiation. Finally, the percentages of ideal window areas that presented the minimum energy consumption for each room ratio, size and orientation were identified, ranging from 8% to eastern orientation, 1:2 ratio and K index = 0,6, up to 91% for south orientation, 1:2 ratio, K index = 5,00.

Keywords: Energy consumption; energy efficiency; natural lighting.

1 Introdução

O consumo de energia em edificações representa uma parcela significativa da energia consumida atualmente. Segundo a (EPE - EMPRESA DE PESQUISA ENERGÉTICA, 2017), as edificações brasileiras utilizam 42,8% da eletricidade do país. Além disso, 50% da energia consumida pelas edificações é destinada para os sistemas de condicionamento de ar em edifícios comerciais e públicos (PROCEL, 2007). Os maiores consumidores de eletricidade nas edificações são os sistemas Heating, Ventilation and Air Conditioning – HVAC (aquecimento, ventilação e condicionamento de ar), seguidos pelo sistema de iluminação (BALOCH et al., 2018). Diante disso, é importante que os projetos de edificações sejam realizados visando utilizar estratégias que economizem energia e garantam o conforto do usuário.

As janelas são elementos de grande importância que constituem a envoltória de edificações, pois elas permitem a integração do ambiente interno com o externo. Além do benefício da visão para o exterior, a janela também permite a entrada da luz solar, que contribui para a economia de energia, pois substitui em parte a utilização da iluminação artificial.

Entretanto, janelas dimensionadas incorretamente, permitem a entrada de carga térmica em excesso na edificação, que em ambientes de climas quentes, é indesejado. Ao se tratar de janelas de vidro simples e

sem proteção, a preocupação com o conforto do usuário deste ambiente é ainda maior.

Os vidros são transparentes à radiação solar e possuem elevada transmitância térmica. Dessa forma, as trocas térmicas neste elemento são mais diretas e intensas. Além disso, este material é transparente à radiação de onda curta e opaco à radiação de onda longa (oriundas do aquecimento das superfícies no interior do ambiente), provocando, assim, um efeito estufa no ambiente interno (GABRIEL et al., 2019). Para combater este calor excessivo se faz necessária a utilização de ar condicionado acarretando no aumento do consumo de energia.

Em resumo, janelas com grandes áreas envidraçadas reduzem o uso da iluminação artificial, mas causam aumento do consumo de energia para condicionamento de ar. No entanto, janelas com pequenas áreas envidraçadas causam o efeito inverso, diminuem o consumo para condicionamento, mas a integração da iluminação natural tende a zero, aumentando assim a utilização da iluminação artificial. Dessa forma, o presente artigo tem como objetivo encontrar a área de janela que promove o balanço ideal entre a provisão de luz natural e o consumo de energia 1_{Acadêmica de Engenharia Civil, Universidade do Estado de}

Mato Grosso, Sinop-MT, Brasil, natalia.faccio@hotmail.com

2_{Doutor, Professor, Universidade do Estado de Mato Grosso,}

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para condicionamento de ar e iluminação artificial para um edifício comercial hipotético localizado na cidade de Cuiabá – MT. Além disso, determinar o consumo de energia em função da proporção da sala, do tamanho da sala e da orientação da fachada, a fim de encontrar a área de janela que promova o menor valor de consumo energético para cada situação.

2 Revisão Bibliográfica

Muitas pesquisas já foram realizadas sobre a utilização da iluminação natural e diminuição do consumo de energia através da área ideal de janela nos últimos anos. Em Salvador - BA, (MASCARENHAS et al., 1995) analisaram os dados de consumo de energia de 30 edifícios comerciais ao longo de um ano. Os edifícios foram classificados em função da porcentagem de área de janela. Dessa forma, concluíram que os edifícios com as tipologias de janela “pesada” (percentual de área envidraçada<20% da área da fachada) e “médios” (percentual de área envidraçada entre 20% e 40% da área da fachada) apresentaram valores médios de consumo de energia de 6,7 kWh/m² e 7,4 kWh/m² respectivamente, enquanto a tipologia “envidraçada” (percentual de área envidraçada>40% da área da fachada) apresentou valor de 10,9 kWh/m² de consumo energético.

(GHISI; TINKER, 2001) realizaram o dimensionamento da área ideal de janela para salas comerciais de sete cidades brasileiras e uma cidade do Reino Unido. Para isso, utilizaram simulação computacional, e testaram diversas proporções de salas, variando também o tamanho através do índice de ambiente K e a área de janela, para as 4 principais orientações. As edificações modelo eram condicionadas artificialmente e utilizavam a integração entre iluminação natural e artificial. De maneira similar, (BODART; DE HERDE, 2002) avaliaram a integração da iluminação natural com a artificial em salas de tamanhos variados e nove configurações de janela para cada sala. Para isso, os autores utilizaram os softwares de simulação ADELINE e TRNSYS, e os dados climáticos de uma cidade na Bélgica. Assim, concluíram que as maiores economias de energia se deram em salas com as maiores larguras.

Na Alemanha, (FISCH et al., 2005) determinaram que a área ideal de janela estaria definida entre 50 e 70%. Para isso, consideraram a integração da iluminação natural e artificial, conforto térmico e eficiência energética. Os autores constataram que, durante o inverno, haveria maior consumo de energia para aquecimento com janelas maiores, e que, durante o verão, os níveis de superaquecimento não chegariam a 10% com área de janela de 60% e pouca demanda de resfriamento.

(LEÃO et al., 2008) realizaram o dimensionamento da área ideal de janela utilizando diferentes tipologias de vidros para doze capitais brasileiras, através de simulação computacional. Para isso, simularam salas com três proporções, dezoito tamanhos diferentes, variando entre as quatro principais orientações, com três tipologias de vidros, sendo elas vidro incolor simples, vidro duplo normal e vidro duplo com proteção solar. A porcentagem de área envidraçada em relação a área da fachada variou de 0 a 100%, com incrementos de 25%. Como resultado, os autores verificaram que há uma grande diferença de consumo energético em latitudes extremas e também em

cidades com a mesma latitude, em virtude da altitude de cada uma. Além disso, concluiram que o vidro duplo com proteção solar é o mais eficiente em comparação aos demais.

Mais recentemente, (RUPP, 2011) avaliou edificações que utilizavam, além da integração da iluminação artificial e natural, ventilação híbrida, na cidade de Florianópolis - SC. O objetivo do trabalho foi dimensionar a área ideal de janela, através de simulação computacional.

Logo após, (BISINOTTO; SOUZA, 2012) avaliaram a influência da área de janela no consumo de energia elétrica em edificações residenciais na cidade de São Carlos – SP. As autoras utilizaram como parâmetro de comparação a razão entre a área de janela e a área de parede, chamado de window-to-wall ratio – WWR. No mesmo ano, (OCHOA et al., 2012) avaliaram uma sala com dimensões fixas, contendo apenas uma fachada voltada para o exterior, com uma janela central, e as demais paredes consideradas adiabáticas, para a cidade de Amsterdam, através de simulações computacionais no programa EnergyPlus. Com o objetivo de encontrar a área ideal de janela que atendesse aos critérios de menor consumo energético e maior conforto visual, os autores realizaram as simulações variando a área de janela de 10 a 100%, com incrementos de 10%, e a orientação. Por fim, encontraram os valores de 50 a 70% de WWR para a orientação norte, 60% para a sul, e 50 a 60% para as orientações leste e oeste.

(PELLEGRINO et al., 2017), através de simulação numérica, analisaram a relação entre a utilização da iluminação natural para diferentes configurações da edificação, consumo de energia elétrica para iluminação e a demanda total de energia na cidade de Torino, na Itália.

(GABRIEL; BORGES, 2017), através de uma metodologia parecida com a de c, utilizaram simulação computacional para encontrar a área ideal de janela para uma sala comercial hipotética na cidade de Cuiabá – MT. Para isso, utilizaram uma sala com as dimensões fixas de 2,4 x 4,92 metros, que possui uma proporção de 1:2, e simularam a sala com duas tipologias de material diferentes para as paredes e para a cobertura. Além disso, a porcentagem da área de janela em relação a área de fachada variou de 0 a 100%, variando também a orientação da fachada entre norte, sul, leste e oeste. A pesquisa teve como resultado um valor de 10% da área da fachada como sendo o ideal para a área de janela em todas as orientações.

Recentemente, (ALWETAISHI, 2019) avaliou cinco porcentagens de área de janela (5%, 10%, 20%, 30% e 40%) em um modelo de edifício escolar para os climas quente e seco, quente e úmido e moderado, na Arábia Saudita. Para isso, foi utilizado o software de simulação TAS EDSL. O autor concluiu que a porcentagem ideal é a de 10% para os climas quente e seco e quente e úmido.

Na maioria das pesquisas citadas, janelas menores se mostraram mais eficientes, principalmente em regiões de climas quentes, onde há grande incidência solar, assim como na cidade de Cuiabá – MT, área de estudo desta pesquisa. Entretanto, esses valores podem variar de acordo com o clima do local, a orientação da

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fcahada, o material utilizado na envoltória, além de muitas outras variáveis.

3 Metodologia

A metodologia utilizada nesta pesquisa foi semelhante àquela proposta por (GHISI; TINKER, 2001). A edificação modelo idealizada para a realização das simulações foi um edifício de múltiplos pavimentos, condicionado artificialmente, contendo salas comerciais com cinco proporções, sendo elas 2:1, 1,5:1, 1:1, 1:1,5 e 1:2 (figura 1). A escolha dessas configurações teve por objetivo comparar a quantidade de luz natural incidente em salas estreitas e profundas, com a luz que incide em salas largas e rasas.

Figura 1 - Perspectiva isométrica das cinco geometrias utilizadas na simulação. Fonte: (GHISI; TINKER, 2005).

Todas as salas são compostas por apenas uma janela, localizada na fachada voltada para o exterior do edifício, sendo esse o único meio possível de entrada de luz natural e carga térmica no ambiente. Dessa forma, para facilitar a modelagem, o edifício foi reduzido para apenas uma sala, como mostra a figura 2. O modelo contém uma fachada com janela de vidro comum incolor de 3 mm, com fator solar (FS) de 87% e transmitância térmica (U) igual a 5,8W/m².K, e parede simples de alvenaria de tijolos furados. A parede possui transmitância térmica de 2,20 W/m².K e capacidade térmica (CT) de 130 kJ/m².K. A cor escolhida para a parede foi branca, dessa forma, a absortância possui o valor de 0,2. As demais paredes, cobertura e piso foram considerados adiabáticos. Além disso, a edificação possui condicionamento artificial feita por um aparelho do tipo split, com coeficiente de desempenho igual a 3,30, considerado muito eficiente.

Figura 2 - Modelo de sala utilizada nas simulações. Fonte: Autoria própria (2019)

Cada proporção de sala foi simulada com 10 dimensões diferentes, calculadas a partir do índice de ambiente K, utilizado em projetos luminotécnicos, conforme a equação 1.

𝐾 = 𝑊 × 𝐷

(𝑊 + 𝐷) × ℎ (Equação 1)

Onde W é a largura da sala (m), D é a profundidade da sala (m), e h é a altura útil (m), medida a partir da superfície de trabalho até o teto. Através da definição dos valores de proporção das salas, pôde-se expressar a largura W em função da profundidade D. Os valores

de K variaram de 0,6 até 5,0. O pé direito possui 2,80 m, e a superfície de trabalho está a 0,75 m do chão. Na tabela 1 estão as dimensões calculadas para as salas, assim como todos os valores do índice k, retirados da pesquida de (GHISI; TINKER, 2001).

Tabela 1 - Dimensões de salas para cada índice de ambiente e proporção. K 1:1 W=D 1:1,5 1:2 W D W D 1,5:1 2:1 D W D W 0,60 2,46 2,05 3,08 1,85 3,69 0,80 3,28 2,73 4,10 2,46 4,92 1,00 4,10 3,42 5,13 3,08 6,15 1,25 5,13 4,27 6,41 3,84 7,69 1,50 6,15 5,13 7,69 4,61 9,23 2,00 8,20 6,83 10,25 6,15 12,30 2,50 10,25 8,54 12,81 7,69 15,38 3,00 12,30 10,25 15,38 9,23 18,45 4,00 16,40 13,67 20,50 12,30 24,60 5,00 20,50 17,08 25,63 15,38 30,75

Fonte: Ghisi e Tinker, 2001.

Figura 3 - Áreas envidraçadas das fachadas das salas simuladas. Fonte: (GHISI; TINKER, 2005).

As superfícies envidraçadas variaram de 0 a 100% da área de parede, com incrementos de 10%, para que pudesse ser determinada a área ideal de janela em todos os casos. Cada sala foi simulada com a fachada principal voltada para as orientações norte, sul, leste e oeste. A figura 3 demonstra como foi realizada a variação da área envidraçada. A dimensão da largura permaneceu fixa, correspondendo a mesma largura da parede, variando apenas a altura do vidro, de cima para baixo.

O programa escolhido para a realização das simulações foi o DesignBuilder versão 6.1.2.009. Ele utiliza arquivos climáticos (.epw – EnergyPlus Weather data) que fornecem informações a respeito do clima da cidade escolhida, como temperatura do ar, velocidade dos ventos, umidade relativa, entre outros. O programa contém um banco de dados com mais de 2000 arquivos climáticos de várias cidades do mundo, incluindo a cidade de Cuiabá – MT, área de estudo desta pesquisa. Além das informações a respeito do local, outros parâmetros foram necessários para realizar as simulações, como os hábitos de ocupação do local. Para todas as salas, fixou-se a ocupação durante o período das 08:00 às 12:00 h para o período matutino, e das 14:00 às 18:00 h para o período vespertino, sendo a sala utilizada de segunda a sexta-feira nos dois períodos, e de sábado apenas no período matutino. Além disso, as taxas de metabolismo foram

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determinadas automaticamente, de acordo com a atividade desenvolvida. Neste caso, foi escolhida a atividade de “trabalho de escritório leve/em pé/caminhando”, com 70 W/m² de calor emitido, correspondente a 1,2 met.

Em relação à densidade de potência de iluminação – DPI, quanto menor a sala, maior é a DPI necessária para prover o mesmo nível de iluminação que em salas grandes (GHISI; LAMBERTS, 1998), pois existe maior perda de fluxo luminoso pela absortância das paredes. Sabendo disso, foi utilizado um dispositivo de controle automático do fluxo de luz no ambiente (dimmer linear), a fim de garantir 500lux de iluminação na superfície de trabalho.

As simulações foram realizadas para a zona bioclimática 7, representada pela cidade de Cuiabá – MT. Não foi possível realizar simulações para as demais zonas bioclimáticas presentes no estado (5, 6 e 8), pela falta de dados climáticos. A tabela 3 apresenta a latitude e longitude da cidade de Cuiabá.

Tabela 2 – Dados da cidade de Cuiabá.

Cidade Latitude Longitude Altitude Cuiabá 15°35’45’’ S 56°05’49’’ O 176 m

Fonte: Autoria própria, 2019.

O objetivo das simulações foi quantificar o consumo de energia elétrica em função do uso de iluminação artificial e do condicionamento de ar.

4 Resultados

A análise dos resultados foi dividida em 4 partes, sendo elas o consumo de energia em função da proporção da sala, consumo de energia em função do índice de ambiente K, consumo de energia em função da orientação da fachada e, por fim, a área ideal de janela. 4.1 Consumo de energia em função da proporção da sala

A primeira análise realizada é em relação ao consumo de energia em função da proporção da sala. As figuras 4, 5 e 6 mostram o consumo de energia para as cinco proporções nas salas com os índices K iguais a 0,6, 2,0 e 5,0, respectivamente. Observa-se que as menores salas (índice K=0,6) apresentaram grande variação no consumo conforme aumentou a área de janela, chegando a aproximadamente 100 kWh/m².ano de variação para a proporção 2:1.

As figuras 5 e 6 mostram que consumo de energia por metro quadrado diminuiu consideravelmente nas salas com índice K = 2,00 e K = 5,0, principalmente nas maiores porcentagens de área de janela. Nota-se que quanto maior o índice K, menos significante torna-se a diferença de consumo entre as proporções.

Observa-se, na figura 4, que a proporção 2:1 apresentou os maiores valores de consumo, seguida pelas proporções 1,5:1, 1:1, 1:1,5 e 1:2. No entanto, nas figuras 5 e 6 que seguem, há uma tendência de maior consumo das proporções 1:2 e 1:1,5 nas menores porcentagens de área de janela.

Figura 4 - Consumo de energia para as cinco proporções de sala em Cuiabá, orientação norte, índice K = 0,60. Fonte: Autoria própria, 2019.

Figura 5 - Consumo de energia para as cinco proporções de sala em Cuiabá, orientação norte, índice K = 2,00. Fonte: Autoria própria, 2019.

Figura 6 - Consumo de energia para as cinco proporções de sala em Cuiabá, orientação norte, índice K = 5,00. Fonte: Autoria própria, 2019. 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 Co ns um o de e ne rg ia (k W h/ m ².a no ) Área de janela (%) 2:1 1,5:1 1:1 1:1,5 1:2 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Co ns um o de e ne rg ia (k W h/ m ².a no ) Área de janela (%) 2:1 1,5:1 1:1 1:1,5 1:2 0 10 20 30 40 50 60 70 Co ns um o de e ne rg ia (k W h/ m ².a no ) Área de janela (%) 2:1 1,5:1 1:1 1:1,5 1:2

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4.2 Consumo de energia em função do tamanho da sala

As figuras 7 a 11 mostram o consumo de energia por tamanho de sala para os 10 índices K (variando de 0,6 a 5,0), nas proporções 2:1, 1,5:1, 1:1, 1:1,5 e 1:2, respectivamente. Verifica-se que quanto maior o índice K, ou seja, quanto maior o tamanho da sala, menor consumo de energia por área de piso, independente da proporção.

Segundo (GHISI; TINKER, 2001), a DPI e a proporção da carga térmica na fachada para o volume da sala é menor para salas com os índices K maiores. Ou seja, a quantidade de calor do sol que entra na sala depende da área de fachada que está exposta. Dessa forma, a proporção da área de fachada para o volume da sala deve ser igual à proporção da carga térmica na fachada para o volume da sala.

Figura 7 - Consumo de energia por área de piso para os dez índices de ambiente K em Cuiabá, orientação norte, proporção 2:1. Fonte: Autoria própria, 2019.

Figura 8 - Consumo de energia por área de piso para os dez índices de ambiente K em Cuiabá, orientação norte, proporção 1,5:1. Fonte: Autoria própria, 2019.

Figura 10 - Consumo de energia por área de piso para os dez índices de ambiente K em Cuiabá, orientação norte, proporção 1:1,5. Fonte: Autoria própria, 2019.

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 0 % 1 0 % 2 0 % 3 0 % 4 0 % 5 0 % 6 0 % 7 0 % 8 0 % 9 0 % 1 0 0 % Co ns um o de e ne rg ia (k W h/ m ².a no ) Área de janela (%) 0,60 0,80 1,00 1,25 1,50 2,00 2,50 3,00 4,00 5,00 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 0 % 1 0 % 2 0 % 3 0 % 4 0 % 5 0 % 6 0 % 7 0 % 8 0 % 9 0 % 1 0 0 % Co ns um o de e ne rg ia (k W h/ m ².a no ) Área de janela (%) 0,60 0,80 1,00 1,25 1,50 2,00 2,50 3,00 4,00 5,00 0 20 40 60 80 100 120 140 160 0 % 1 0 % 2 0 % 3 0 % 4 0 % 5 0 % 6 0 % 7 0 % 8 0 % 9 0 % 1 0 0 % Co ns um o de e ne rg ia (k W h/ m ².a no ) Área de janela (%) 0,60 0,80 1,00 1,25 1,50 2,00 2,50 3,00 4,00 5,00 0 20 40 60 80 100 120 140 160 0 % 1 0 % 2 0 % 3 0 % 4 0 % 5 0 % 6 0 % 7 0 % 8 0 % 9 0 % 1 0 0 % Co ns um o de e ne rg ia (k W h/ m ².a no ) Área de janela (%) 0,60 0,80 1,00 1,25 1,50 2,00 2,50 3,00 4,00 5,00 0 20 40 60 80 100 120 140 0 % 1 0 % 2 0 % 3 0 % 4 0 % 5 0 % 6 0 % 7 0 % 8 0 % 9 0 % 1 0 0 % Co ns um o de e ne rg ia (k W h/ m ².a no ) Área de janela (%) 0,60 0,80 1,00 1,25 1,50 2,00 2,50 3,00 4,00 5,00

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4.3 Consumo de energia em função da orientação da fachada

As figuras 13 a 17 mostram o consumo de energia em função da orientação da fachada, para as cinco proporções, com índice k = 2,00. Observa-se que há uma tendência de maior consumo nas salas largas e rasas (proporções 2:1 e 1,5:1) voltadas para a orientação norte, e nas salas estreitas e profundas (proporções 1:1,5 e 1:2) voltadas para as orientações leste e oeste. A orientação sul, por sua vez, apresentou menor consumo em todas as proporções.

Figura 12 - Consumo de energia por orientação da fachada em Cuiabá, índice de ambiente K = 2,00, proporção 2:1. Fonte: Autoria própria, 2019.

Figura 13 - Consumo de energia por orientação da fachada em Cuiabá, índice de ambiente K = 2,00, proporção 1,5:1. Fonte: Autoria própria, 2019.

Figura 15 - Consumo de energia por orientação da fachada em Cuiabá, índice de ambiente K = 2,00, proporção 1:1,5. Fonte: Autoria própria, 2019.

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 0 % 1 0 % 2 0 % 3 0 % 4 0 % 5 0 % 6 0 % 7 0 % 8 0 % 9 0 % 1 0 0 % Co ns um o de e ne rg ia (k W h/ m ².a no ) Área de janela (%) Norte Sul Leste Oeste 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 0 % 1 0 % 2 0 % 3 0 % 4 0 % 5 0 % 6 0 % 7 0 % 8 0 % 9 0 % 1 0 0 % Co ns um o de e ne rg ia (k W h/ m ².a no ) Área de janela (%) Norte Sul Leste Oeste 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 0 % 1 0 % 2 0 % 3 0 % 4 0 % 5 0 % 6 0 % 7 0 % 8 0 % 9 0 % 1 0 0 % Co ns um o de e ne rg ia (k W h/ m ².a no ) Área de janela (%) Norte Sul Leste Oeste 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 0 % 1 0 % 2 0 % 3 0 % 4 0 % 5 0 % 6 0 % 7 0 % 8 0 % 9 0 % 1 0 0 % Co ns um o de e ne rg ia (k W h/ m ².a no ) Área de janela (%) Norte Sul Leste Oeste 0 20 40 60 80 100 120 0 % 1 0 % 2 0 % 3 0 % 4 0 % 5 0 % 6 0 % 7 0 % 8 0 % 9 0 % 1 0 0 % Co ns um o de e ne rg ia (k W h/ m ².a no ) Área de janela (%) Norte Sul Leste Oeste

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4.4 Área Ideal de Janela

A tabela 4 apresenta os valores de porcentagem de áreas ideais de janela em relação a área da fachada para cada orientação, proporção e índice K.

Percebe-se que há um aumento da porcentagem de área de janela conforme aumenta o índice K. Na tabela, N é a abreviação para norte, S para sul, L para leste e O para oeste.

Tabela 3 - Área ideal de janela para Cuiabá (% de área de janela)

K _2:1 _1,5:1 _1:1 _1:1,5 _1:2 N S L O N S L O N S L O N S L O N S L O 0,60 9 11 11 12 10 12 10 11 10 13 9 10 11 17 9 9 13 20 8 9 0,80 10 12 12 15 11 13 12 14 12 15 11 12 13 19 10 11 16 22 10 10 1,00 11 13 14 17 12 14 13 15 12 18 12 13 15 22 11 12 19 24 11 11 1,25 12 14 17 20 12 17 14 18 14 20 13 15 18 23 12 13 21 28 12 12 1,50 13 16 20 24 13 19 17 20 15 22 14 17 20 25 13 14 23 32 13 13 2,00 14 21 24 30 16 22 22 25 20 25 18 20 23 32 15 18 29 40 14 15 2,50 17 23 28 36 20 24 24 30 23 31 22 24 28 39 19 21 34 48 17 19 3,00 21 25 33 41 22 29 28 35 25 34 24 28 33 45 22 23 39 55 20 21 4,00 24 33 41 53 27 36 34 45 33 45 29 35 42 59 25 30 51 73 24 26 5,00 30 40 50 65 33 44 42 54 40 55 34 43 51 73 30 35 62 91 27 32

Fonte: Autoria própria, 2019.

5 Conclusões

A partir dos resultados das simulações, foram obtidas as seguintes conclusões:

 Salas maiores apresentam menor consumo de energia por área de piso;

 A porcentagem de área de janela tem maior influência sobre salas largas e rasas do que em salas estreitas e profundas;

 O consumo de energia é menor em salas com a fachada voltada para as orientações com menor incidencia solar;

 A orientação sul se apresentou como a melhor dentre todas, por apresentar o menor consumo de energia, enquanto a orientação leste se apresentou como a pior, seguida da orientação norte, pois obtiveram os maiores valores de consumo de energia pelo fato de apresentarem maior incidência solar sobre a edificação.

 A área ideal de janela é maior em orientações cujo consumo de energia é menor.

 A área ideal de janela tende a aumentar conforme aumenta o tamanho da sala e diminui a sua fachada.

 Os valores de áreas ideais de janela podem ser utilizados como parâmetro para a realização de projetos, a fim de reduzir o consumo de energia e, consequentemente, melhorar a eficiência energética da edificação.

Agradecimentos

Agradeço primeiramente a Deus, pois sem Ele nada disso seria possível. Aos meus pais, Jair e Mariana, meu irmão Rodrigo, minha avó Neuza e toda minha família, por todo amor, carinho, apoio e incentivo dado a mim durante esta jornada ate aqui.

Aos meus amigos, toda minha gratidão pelo companheirismo e amizade de vocês, pelos momentos de alegria e descontração, e principalmente por estarmos juntos nos momentos de dificuldade.

Agradeço a todas as pessoas que, de alguma forma, contribuíram para que eu pudesse chegar até aqui. Um agradecimento especial aos meus amigos, Elaise Gabriel e João Vitor Zanotto, que foram indispensáveis para que este trabalho fosse realizado.

Por fim, gostaria de agradecer a todos os meus professores por contribuírem para a minha formação, não só profissional, mas também pessoal, em especial ao meu professor orientador Marlon Leão, pela motivação e pelas sugestões que contribuíram para a realização deste trabalho.

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