Análise do desempenho térmico em vedação com EPS: Estudo de caso em Sinop - MT Analysis of thermal performance in sealing with EPS: Case study in Sinop - MT

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Análise do desempenho térmico em vedação com EPS: Estudo de caso em

Sinop - MT

Analysis of thermal performance in sealing with EPS: Case study in Sinop - MT

Renan Santos1, Marlon Leão2

Resumo: A sensação de conforto térmico para os usuários das edificações é essencial para uma boa qualidade de vida. Esta pesquisa teve como objetivo avaliar o EPS como um novo material de vedação na cidade de Sinop-MT, ou seja, aplicar uma nova técnica construtiva para o clima equatorial continental. Para tal avaliação foram construídos dois protótipos, um em alvenaria para representar o método construtivo mais usual, já adaptado aos novos requisitos da NBR 15575, o outro protótipo foi construído em EPS para representar o desempenho de um material pouco conhecido e aplicado na região. No interior de cada protótipo foram instalados termômetros de globo para coletar dados de temperatura de bulbo seco e bulbo úmido. As medições foram realizadas durante seis dias, sendo três dias com esquadrias abertas e três dias com esquadrias fechadas. Os dados externos foram coletados através de uma estação meteorológica instalada próximo aos protótipos. Os resultados analisados por prescrição, frequência e desempenho mostraram que de modo geral, o protótipo em EPS apresentou desempenho térmico superior, entretanto alguns cuidados adicionais devem ser tomados para que não ocorra elevada entrada de calor para o ambiente construído.

Palavras-chave: zona bioclimática; conforto térmico; protótipos; EPS.

Abstract:The sensation of thermal comfort for the users of the buildings is essential for a good quality of life. This research aimed to evaluate the EPS as a new sealing material in Sinop-MT, therefore, it is aimed to apply a new construction technique for the continental equatorial climate. In this evaluation, two prototypes were built, one in masonry to represent the most common construction method, as adapted to the new requirements of ISO 15575's. Another prototype was built in EPS to represent the performance of a little-known and applied material in that region. Within each prototype, globe thermometers were installed to collect data of temperature from the dry and the wet bulb. Measurements were performed for six days (three days in open miter and three days in closed miter). External data were collected through a meteorological station installed near the prototypes. The analyzed results by prescription, frequency and performance showed that, in general, the prototype presented superior thermal performance in EPS, however, some additional cares must be taken not to occur high heat input for the built environment.

Keywords: bioclimatic zone; thermal comfort; prototypes; EPS.

1 Introdução

O Brasil é composto por uma imensidão de terra, sendo um dos países mais extensos do mundo. Dessa forma, ao longo de seu território situa-se uma grande variedade de climas, tais como: equatorial, tropical, semiárido, tropical de altitude, tropical atlântico e subtropical. Isso exige métodos construtivos específicos para cada tipo de clima proporcionando assim melhor conforto térmico aos seus ocupantes. (RUAS, 2001, p. 15)

Conforme Lamberts & Xavier (2012), a edificação deve servir ao homem e ao seu conforto, entre eles, conforto térmico. O homem vive com melhor qualidade de vida quando seu organismo pode funcionar sem ser submetido à fadiga ou stress, como o térmico. Os materiais, as técnicas construtivas e o partido arquitetônico devem ser corretamente definidos para proporcionar condições adequadas de conforto térmico humano no interior das edificações, independente das condições climáticas externas. No Brasil existe uma grande quantidade de edificações projetadas e construídas sem respeitar as condições climáticas locais. Isso ocorreu no território brasileiro principalmente devido à importação do International Style (na sua maioria norte-americana e europeia). Esse modelo arquitetônico, importado pelos estrangeiros, proporciona melhor desempenho térmico em climas com temperaturas mais baixas.

(TASSONIERO, 2009, p. 1)

Objetivando melhorar o desempenho térmico nas edificações brasileiras, pesquisadores estão desenvolvendo estudos para potencializar o desempenho térmico em habitações. Entretanto a maioria das pesquisas é concentrada para o clima subtropical, o qual não é direcionado aos demais climas presente no país, como o clima equatorial continental onde a cidade de Sinop está localizada. Alguns países veem aplicando o Poliestireno Expandido (EPS) como principal material na vedação em edificações. Esse material proporciona comprovadamente melhor desempenho térmico principalmente em regiões de clima frio. O uso do EPS está bem difundido na Europa e nos Estados Unidos, contudo, teve origem na Itália sendo denominado sistema monolite em EPS. Essa diretriz construtiva baseia em atender às exigências normativas de desempenho estrutural e de conforto térmico, o que geralmente é um desafio complexo nos processos convencionais de construção. (MAMMINI, 1998)

2 Clima

Conforme Costa (2002), o clima é definido pelo conjunto de fatores climáticos que proporcionam a discrepância de sensações térmicas ao longo do globo terrestre. Os fatores climáticos dividem-se em dois grupos: globais e locais.

 Fatores climáticos globais definem-se por: radiação, latitude, massas de água e terra; 1_{Acadêmico do curso de Egenharia Civil, UNEMAT,}

Sinop-MT, Brasil, rn_bp@hotmail.com

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 Fatores climáticos locais estão relacionados à topografia, vegetação e superfície do solo; os quais geram as condições para o microclima. A temperatura, umidade, precipitações e o movimento de ar podem ser considerados como elementos climáticos. De acordo com Mascaró (2004) o clima urbano é “um

sistema que abrange o clima de dado espaço e sua urbanização, comparando-se a cidade e seu entorno, podendo-se observar a influência da urbanização no

clima”.

3 Conforto Térmico

O conforto térmico é definido como uma sensação humana que depende de três fatores: físicos, fisiológicos e psicológicos. Os fatores físicos determinam as trocas de calor realizadas entre o corpo humano e o meio ambiente onde está inserido. Os fatores fisiológicos referem-se às alterações fisiológicas do corpo, resultante de uma excessiva exposição à determinada condição térmica. Por fim os fatores psicológicos, que são relacionados à diferença na percepção e na resposta a estímulos sensoriais, resultado da experiência passada e na expectativa do indivíduo. (LAMBERTS & XAVIER, 2012, P.4)

O organismo humano possui um mecanismo termorregulador que possui como objetivo controlar a temperatura do corpo. Sendo assim, após longo tempo inserido a um ambiente, o corpo tende a entrar em equilíbrio, produzindo calor onde a temperatura ambiente for menor que a temperatura média do corpo ( < ) e eliminando calor quando a temperatura ambiente for maior que a temperatura média do corpo (>). Dessa forma há gasto de energia corpórea para manter tal atividade, não proporcionando satisfação da mente ao usuário. (LAMBERTS & XAVIER, 2012, p.6)

Ao buscar conhecimentos relativos ao conforto térmico, são encontradas duas abordagens distintas de como pode se administrar as condições microclimáticas das edificações. A primeira, mais conhecida como estática apresenta uma linha racional da avaliação das sensações térmicas humanas e considera o homem como um receptor passivo pertencente ao ambiente térmico (método de Fanger). A segunda abordagem é conhecida como adaptativa, considerando o homem como um atuante ativo, que interage ao ambiente em resposta às suas sensações térmicas (método de Humphreys). Essas abordagens são resultados de dois grupos de pesquisas comuns nos estudos de conforto térmico, onde a primeira realizada em câmaras climatizadas denominadas de modelos estáticas, e a segunda realizada para estudos de campo, conhecida como modelos adaptativos. (LAMBERTS & XAVIER, 2012, p.10) No modelo adaptativo, de acordo com Silva (2007, p. 4), as variáveis do conforto térmico são divididas em dois grupos, sendo variáveis de natureza ambiental: temperatura do ar, umidade relativa, temperatura radiante e velocidade do ar; e variáveis de natureza pessoal: isolamento térmico (vestimenta) e metabolismo (intensidade do esforço físico).

No processo de avaliação do ambiente térmico, as cartas bioclimáticas e as zonas de conforto térmico são a base para o estudo de conforto térmico,

permitindo prever a sensação térmica dos usuários no interior das edificações. (BARBOSA, 1997, p.33) Para análise do conforto térmico é necessário à escolha de uma das metodologias abaixo, relacionando as variáveis térmicas, ao clima e ao nível de desenvolvimento do país.

 Diagrama Bioclimático de Olgyay;

 Carta Bioclimática de Givoni (atualizada em 1992);

 Zona de Conforto de ASHARAE;  Zona de Conforto de Szokolay;  Metodologia da WATSON e LABS. 3.1 Carta Bioclimática de Givoni

Baruch Givoni desenvolveu uma carta bioclimática para países com clima quente e em desenvolvimento o qual favorece a análise do clima local. O diagrama é traçado sobre uma carta psicrométrica convencional utilizando a umidade absoluta como referência, cruzando informações de bulbo seco, bulbo úmido, umidade absoluta e umidade relativa; como representa a figura 1.

Figura 01 – Carta Bioclimática de Givoni. Fonte: ADAPTADO DA USP, 2013.

Construído a partir das temperaturas externas da edificação, a carta sobre o diagrama possui um eixo horizontal de temperatura de bulbo seco, eixo vertical de umidade absoluta; temperatura de bulbo seco, umidade relativa como variáveis dependentes. Nesta carta são traçadas zonas, com a de conforto, e outras que indicam estratégias bioclimáticas pertinentes: 1-conforto; 2- ventilação; 3-resfriamento evaporativo; 4-massa térmica para resfriar; 5 ar condicionado; 6-umidificação; 7-massa térmica/aquecimento solar; 8-aquecimento solar passivo; 9-8-aquecimento artificial; 10-vento, massa, resfriamento evaporativo; 11-massa, resfriamento evaporativo.

4 A Cidade de Sinop-MT

Conforme IBGE (2010), o município de Sinop está situado na região centro-oeste, especificamente no norte do estado de Mato Grosso as margens da BR 163 com 500 km de distância da capital. Possui como

coordenadas geográficas latitude 11°51’51’’S, longitude 55°30’09’’W e altitude 345 m; envolvendo região territorial de 3.206,8 km².

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Equatorial Continental (I) com Estação Seca definida (3 a 5 meses). A grande maioria deste território é composta por um relevo de baixas altitudes (100 a 400m). Desta forma ocorre à predominância de climas quentes, com temperaturas anuais médias superiores a 24°C, super-úmidos com um acumulado anual de chuva maior do que 1800 mm. Apresenta uma pequena estação seca (3 a 4 meses) com acumulados mensais de chuva inferiores a 100 mm. (MAITELLI, 2005)

5 A NBR 15220

A NBR 15220 Desempenho térmico de edificações (ABNT, 2005), busca demonstrar parâmetros construtivos, porém sendo uma complementação a NBR 15575 (ABNT, 2013). A NBR 15220 apresenta oito zonas bioclimáticas. De acordo com a norma, a cidade de Sinop está inserida na zona 5, conforme mostra a Figura 2.

Figura 02 – Zona bioclimática adotada para Sinop. Fonte: ABNT (2005)

6 A NBR 15575

Com finalidade de normatizar a construção de edificações habitacionais, surge a NBR 15575 Edificações Habitacionais-Desempenho, a qual foi aprovada em 2008 e entrou em vigor em julho de 2013. Essa norma estabelece, entre outras diretrizes, que as edificações devem atender as exigências de desempenho térmico conforme a região em que se localiza. A NBR 15575 busca demonstrar parâmetros construtivos de desempenho para cada região do Brasil, levando em consideração características que a edificação deve apresentar para que atenda às exigências de desempenho térmico no local. Dessa forma, a norma apresenta valores mínimos de propriedades relacionados à vedação em edificação, sendo eles transmitância e capacidade térmica. (ABNT, 2013). As tabelas 1 a 3 apresentam as propriedades térmicas das paredes e coberturas.

Tabela 01 - Transmitância térmica U (W/m²K) de paredes externas.

Zonas 1 e 2 Zonas 3, 4, 5, 6, 7 e 8 U ≤ 2,5 αa_{≤ 0,6} _αa_{> 0,6}

U ≤ 3,7 U ≤ 2,5

a _{α é a absortância à radiação solar da superfície externa da} parede.

Fonte: ABNT, 2013 (Adaptado).

Tabela 02 - Capacidade térmica de paredes externas. Zona 8 Zonas 1, 2, 3, 4, 5, 6 e 7 Sem exigência ≥ 130 kJ/m²K

Em relação aos critérios para vedação horizontal, ou seja, cobertura a norma define três padrões de cobertura sendo mínimo(M), intermediário (I) e superior (S).

Tabela 03 - Critérios de coberturas quanto à transmitância térmica U (W/m²K).

Zonas 3 a 6 Zonas 7 e 8 Padrão

α ≤ 0,6 α > 0,6 α ≤ 0,4 α > 0,4

M U ≤ 2,3 U ≤1,5 U ≤ 2,3 FV U ≤ 1,5 FV α ≤ 0,6 α > 0,6 α ≤ 0,4 α > 0,4

I U ≤ 1,5 U ≤1,0 U ≤ 1,5 FV U ≤ 1,0 FV

α ≤ 0,6 α > 0,6 α ≤ 0,4 α > 0,4 _S U ≤ 1,0 U ≤0,5 U ≤ 1,0 FV U ≤ 0,5 FV

NOTA O fator de ventilação (FV) é estabelecido na ABNT NBR 15220-2.

Dentre os métodos construtivos, caso o município não tenha uma legislação própria relacionada as abertura mínimas das edificações (esquadrias), a norma recomenda a utilização da Tabela 4.

Tabela 04- Área mínima de ventilação em dormitórios e salas de estar

Nível de

desempenho Aberturas para ventilação (A) Zonas 1 a 7

Aberturas médias

Zona 8

Aberturas grandes

Mínimo A ≥ 7 % da área _{do piso}

A ≥ 12% da área de piso REGIÃO NORTE DO BRASIL

A ≥ 8% da área de piso REGIÃO NORDESTE E SUDESTE DO

BRASIL Nota: nas zonas de 1 a 6 as áreas de ventilação devem ser

passíveis de serem vedadas durante o período de frio. Fonte: ABNT, 2013 (Adaptado)

7 Poliestireno Expandido

O Poliestireno Expandido (EPS) é um material plástico celular rígido resultado da polimerização do estireno em água. Emprega-se o pentano como agente expansor para transformação do EPS, um hidrocarboneto que se deteriora rapidamente pela reação fotoquímica gerada pelos raios solares, o que não compromete o meio ambiente. (COZZA, 2008, P. 7)

Segundo Cozza (2008), as vantagens do EPS são baixa condutividade térmica, baixo peso, baixa absorção de água, resistência mecânica, facilidade no manuseio, versatilidade, resistência ao ¹ Informação fornecida por André Contini, Gerente da

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envelhecimento, absorção de choques e resistência a compressão. A desvantagem ao uso do EPS é que

“durante o processo de fabricação ocorre muita sobra

de material no recorte e moldagem das placas, os quais não são reaproveitáveis; falta conhecimento quanto à aplicação do material em edificação”

(informação verbal)¹.

Conforme Cozza (2008), o EPS é resistente, fácil de recortar, leve e durável, sendo considerado o melhor material para preenchimento de rebaixos ou vazios necessários a vários processos construtivos, principalmente lajes e painéis pré-fabricados ou semi-industrializados.

O mercado merece produtos mais eficientes, capazes de garantir alta performace, segurança e conforto. A edificação projetada em EPS pode proporcionar essas vantagens a seus ocupantes. (CANDIRACCI, 2011, P.6)

8 Metodologia

8.1 Protótipos

A UNEMAT de Sinop concedeu um espaço, no campus, para construção do objeto de estudo. Foram construídos dois protótipos, um com vedação vertical em alvenaria e cobertura cerâmica baseando-se nas caracteríticas apresentadas pela NBR 15575 (nível mínimo) e o segundo com vedação vertical em EPS com cobertura térmoacústica; sendo denominado Protótipo A e protótipo B respectivamente.

Tendo em vista comparações entre objetos de estudo compostos por diferentes materiais, ambos os protótipos foram executados com as mesmas dimensões, oritentação solar, condições de ventilação e sombreamento, para que apenas as vedações sejam levadas em consideração na pesquisa do desempenho térmico. Cada protótipo possue uma área de 4m² e pé direito de 2,70m. As esquadrias são metálicas e posicionadas no sentido norte e sul, respectivamente. A figura 3 apresenta a vista lateral dos protótipos.

Figura 03 – Corte esquemático dos protótipos. Fonte: Geuda (2013)

A figura 4 apresenta a panta baixa dos protótipos, onde nela esta delimitada as dimensões das paredes, pilares metálicos, porta e janela metálica e o nível em relação ao pátio do campus da UNEMAT, local onde foram executados os protótipos.

Figura 04 – Planta baixa. Fonte: Geuda (2013)

8.1.1 Vedação em alvenaria cerâmica

Conforme a NBR 15575, o material empregado foi o tijolo de oito furos com dimensão 9x19x19cm (LxHxC). Após a elevação da vedação, procedeu-se o reboco com espessura de 2,0 cm de cada lado.

A cobertura foi executada em telha de barro no modo convencional com forro de PVC no interior da edificação. Entre a cobertura e o forro foi instalada uma manta térmica de alumínio dupla face sob as telhas da cobertura. A manta térmica foi utilizada para atingir o nível mínimo de desempenho térmico determinado pela NBR 15575.

A tabela 5 apresenta as propriedades térmicas da parede e cobertura cerâmica.

Tabela 5. Propriedades térmicas do protótipo A calculado pelo transmitância.

Propriedades térmicas

Parede ceramica

Cobertura cerâmica

Espessura 0,13 0,32

Capacidade térmica

(kJ/m²K) 132 50

Transmitância

térmica (W/m²K) 2,5 2,07 Resistência térmica

(m²K/W) Fator Solar Atraso térmico

(horas)

0,4008

2 3

0,4824

6,2 1,7

Fonte: Autoria própria (2013). 8.1.2 Vedação em EPS

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Figura 05 – Placa de EPS desenvolvido no Sketchup 2013. Fonte: Acervo pessoal (2013).

A Figura 6 demonstra o processo de execução da vedação vertical em EPS. Dessa forma as placas serão montadas, encaixadas e concretadas até preencher toda a parede de vedação.

Figura 06 – Encaixe das placas de EPS. Fonte: Acervo pessoal (2014).

Para o lançamento do reboco que corresponde a 2,5 cm de cada lado, as superfícies das placas de isopor foram revestidas por tela de aço com espaçamento de 10x10 cm para que a massa pudesse aderir, como demonstra a figura 7.

Figura 07 – Reboco da parede em EPS. Fonte: Acervo pessoal (2014).

A cobertura de telha termo acústica, possui o EPS com densidade 13 kg/m³ revestido por aço galvanizado apenas na face externa. No interior do protótipo foi instalado em forro de PVC.

A tabela 6 demonstra as propriedades térmicas da parede e cobertura de isopor.

Tabela 6. Propriedades térmicas do protótipo B calculadas pelo transmitância.

Propriedades térmicas

Parede em EPS Cobertura em EPS

Espessura 0,17 0,36

Capacidade térmica

(kJ/m²K) 90 35

Transmitância

térmica (W/m²K) 0,46 0,58 Resistência térmica

(m²K/W) Fator Solar Atraso térmico

(horas)

2,1929

0,4 0,3

1,72

0,6 2,9

Fonte: Autoria própria (2013). 8.2 Medição

A pesquisa foi realizada no campus da Universidade do Estado de Mato Grosso (Unemat), local situado próximo ao centro da cidade de Sinop-MT. Após a construção dos protótipos, iniciou-se a medição utilizando dois confortímetro da marca INSTRUTEMP modelo ITWTG 2000. Os confotímetros foram posicionados nos dois protótipos, no centro do ambiente, 1,10m de altura do piso conforme a ISO (1996). Os dados foram coletados simultâneamente via USB para dois computadores durante 24 horas por dia. Os dados foram coletados com intervalos de 10 minutos. Os dados climaticos externos aos protótipos foram medidos através de uma estação metereológica Davis Vantage Pro2 Cabo (Rad. Solar e UV) K6162C, 24 horas por dia com intervalos de 1 hora. A figura 8 representa o termometro de globo.

Figura 08 – Termômetro de globo. Fonte: Acervo pessoal (2014).

Especificações técnicas do termômetro de globo Instrutemp ITWTG-2000:

 Sensor de bulbo úmido: 0° a 50 °C;  Sensor de globo: 0° a 80 °C;  Sensor de bulbo seco: 0° a 50 °C;

 Umidade relativa do ar (UR): 0 a 100% UR;  Resolução: 0,1°C / 0,1%UR;

 Esfera do globo: 2 polegadas;

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 Diâmetro de esfera: 75mm.

A figura 9 representa a estação meteorológia.

Figura 09 – Estação metereológica. Fonte: Acervo pessoal (2014)

Variáveis medidas pela estação metereológica Davis Vantage Vue:

 Temperatura interna: 0° a 60 °C (±5%);  Temperatura externa: -40° a 65,5 °C (±5%);  Resolução: 0,1°C;

 Umidade relativa interna (UR): 10 a 90% UR (±5%);

 Umidade relativa externa (UR): 1 a 100% UR (±3%);

 Velocidade: 78,2m/s (±5%);

 Direção do vento: 1° 10°, 16 indicações segundo Rosa dos Ventos (±7°);

 Pressão Barométrica (valor absoluto e gráfico da variação nas últimas 24 horas),

18”a 33,50” Hg 0,01 Hg (±0,03”Hg).

Para certificar que ambos os protótipos estivessem sob a mesma velocidade do vento, foi utilizado um anemometro de fio quente modelo Itan-740. Realizado por médias de velocidade (m/s) no intervalo de 1 min, calculado pelo próprio aparelho, a coleta de dados de velocidade foi executada a cada 1 (uma) hora. A figura 10 apresenta o anemometro de fio quente.

Figura 10 – Anemometro de Fio Quente. Fonte: Manual (2011).

Especificações técnicas do anemometro de fio quento da Isntrutemp ITAN-740

Abaixo segue as expecificações do confortímetro.  Amostragem: 0,8 seg;

 Temperatura operacional: 0°C a 50°C (32°F a 122°F;

 Umidade operacional: 0 a 80% UR;

 Velocidade do ar: m/s, Km/h, pé/min, MPH e nós;

 Precisão da velocidade do ar: ± (5% + 1d) leitura ou ± (1% + 1d) escala completa. Após a coleta da velocidade do vento através do anemômetro, as médias de velocidade foram de 0,17 m/s para o protótipo A e 0,22m/s para o protótipo B. Assim a diferença foi de 0,04m/s, valor pequeno, sendo indicada mesma condição de velocidade do vento interno nos protótipos.

As variáveis térmicas coletadas dentro dos protótipos foram: Temperatura de Bulbo Seco (TBS) e Temperatura de Bulbo Úmido (TBU) e Umidade Relativa do ar (UR), coletadas automaticamente pelo aparelho. Já a velocidade do vento foi coletada durante as medições com esquadrias abertas. As medições foram realizadas sob duas estratégias de ventilação, sendo três dias com as esquadrias abertas e três dias com esquadrias fechadas. Realizada no primeiro semestre de 2014, a Tabela 7 apresenta os dias de coletas e as condições. Os horários foram baseados no uso típico dos ocupantes de edifícios residenciais.

Tabela 7. Detalhamento dos dias e situação as quais os protótipos foram submetidos.

Dia Horário Situação da

esquadria 21/04-22/04 09h00min-09h00min Fechada 22/04-23/04 09h00min-09h00min Fechada 23/04-23/04 09h00min-20h00min Aberta 23/04-24/04 20h00min-09h00min Fechada 24/04-24/04 09h00min-20h00min Aberta 24/04-25/04 20h00min-09h00min Fechada 25/04-26/04 09h00min-09h00min Fechada 26/04-26/04 09h00min-20h00min Aberta 26/04-27/04 20h00min-09h00min Fechada

Fonte: Autoria própria (2014). 8.3 Análises de dados

Para quantificar o desempenho térmico do EPS, foram utilizadas três metodologias para análises: avaliação por frequência de temperatura, avaliação por prescrição e avaliação por desempenho.

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8.3.2 Avaliação por prescrição

O programa utilizado nessa análise é o Transmitância 1.0 produzido pelo Laboratório LabEEE da Universidade UFSC. É um software desenvolvido para calcular as propriedades térmicas de componentes de edificação como: absortância térmica, capacidade térmica, transmitância térmica. Seu calculo é baseado na NBR 15220 e permite a entrada de 10 seções, cada uma com 7 camadas.

Os parâmetros utilizados para correlacionar os resultados obtidos pelo software Transmitância 1.0 foram coletados na NBR 15575.

8.3.3 Avaliação por desempenho

O software ANALYSIS BIO possue a função de sobrepor os dados de temperatura e umidade sobre a carta bioclimática, para que seja visível a distribuição dos dados climáticos ao longo do ano. É possível tambem sobrepor apenas dados das normais climatológicas, ou seja, médias mensais. Devido a inserção de zonas climáticas, pelo relatório gerado, obtem-se estratégias de projeto para adequação da edificação ao clima.

Após a aplicação do software, os resultados analisados foram obtidos em porcentagens de conforto e porcentagem de desconforto térmico ambos gerados pelo próprio programa. Em posse dos resultados de desempenho dos protótipos A e B, é possível fazer uma análise comparando-os e verificando qual possui melhor nível de desempenho térmico baseando pelos níveis de conforto e desconforto térmico.

9 Análise dos resultados

Inicialmente em análise dos resultados, foi criado gráficos com os dados de temperatura coletados tanto internamete nos protótipos quanto externo.

As figuras a seguir apresentam os gráficos das coletas com esquadrias abertas. A Figura 11 demonstra o primeiro dia de coleta com esquadrias abertas.

Figura 11 – Gráfico dos dados em esquadrias abertas. Fonte: ACERVO PESSOAL (2014).

A figura 12 apresenta o segundo dia de coleta com esquadrias abertas.

A Figura 13 apresenta o gráfico do terceiro dia de coleta com esquadrias abertas.

A Figura 14 apresenta os três dias consecutivamente de coletas com esquadrias abertas.

22 24 26 28 30 32 34 09 :0 0 11 :0 0 13 :0 0 15 :0 0 17 :0 0 19 :0 0 21 :0 0 23 :0 0 01 :0 0 03 :0 0 05 :0 0 07 :0 0 Tem p e ratu ra Horas

Temp. Protótipo A Temp. Protótipo B

Temp. Externa 22 24 26 28 30 32 34 09 :0 0 11 :0 0 13 :0 0 15 :0 0 17 :0 0 19 :0 0 21 :0 0 23 :0 0 01 :0 0 03 :0 0 05 :0 0 07 :0 0 Tem p e ratu ra Horas

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Figura 14 – Gráfico dos três dias de dados com esquadrias abertas. Fonte: ACERVO PESSOAL (2014).

Na medição com as esquadrias abertas, no decorrer dos dias os protótipos apresentaram temperaturas mais elevadas em relação às temperaturas externas, porém entre ambos os protótipos as temperaturas foram basicamente às mesmas, sendo maior parte do dia, pouco mais elevada ao protótipo A.

As figuras a seguir apresentam as coletas com esquadrias fechadas. A Figura 15 demonstra o gráfico do primeiro dia de coleta com esquadrias fechadas.

Figura 15 – Gráfico dos dados em esquadrias fechadas. Fonte: ACERVO PESSOAL (2014).

A Figura 16 apresenta o gráfico do segundo dia de coleta com esquadrias fechadas.

A Figura 17 apresenta o gráfico do terceiro dia de coleta com esquadrias fechadas.

A Figura 18 apresenta os três dias de coletas consecutivamente com esquadrias fechadas.

22 24 26 28 30 32 34 23 /ab r 23 /ab r 23 /ab r 24 /ab r 24 /ab r 24 /ab r 24 /ab r 24 /ab r 25 /ab r 25 /ab r 26 /ab r 26 /ab r 26 /ab r 26 /ab r 26 /ab r Data

Temp. Externa 22 24 26 28 30 32 34 09 :0 0 11 :00 13 :0 0 15 :0 0 17 :0 0 19 :0 0 21 :0 0 23 :0 0 01 :0 0 03 :0 0 05 :0 0 07 :0 0 Tem p e ratu ra Horas

Temp. Externa 22 24 26 28 30 32 34 09 :00 11 :0 0 13 :0 0 15 :0 0 17 :0 0 19 :0 0 21 :0 0 23 :0 0 01 :0 0 03 :0 0 05 :0 0 07 :0 0 Tem p e ratu ra Horas

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Figura 18 – Gráfico dos três dias de dados em esquadrias fechadas. Fonte: ACERVO PESSOAL (2014).

Na coleta com esquadrias fechadas, o protótipo B apresentou um bom desempenho térmico no período diurno, porém no período noturo não houve dissipação do calor como no protótipo A.

9.1 Análises por prescrição

A análise por prescrição independe das medições realizadas nos protótipo devido os cálculos serem feitos de acordo com o material em estudo. A tabela 8 representa o resultado da análise por prescrição.

Tabela 8. Análise por prescrição Dados

Propriedades NBR 15575 Protótipo A

Protótipo B Transmitância

térmica parede U ≤ 3,7 3,10 0,47 Capacidade

térmica ≥130 252 74 Absortância α ≤ 0,6 0,3 0,3

Transmitância

térmica cobertura ≤ 2,30 e ≤1,5 2,07 0,58 Absortância ≤0,6 e

>0,6 0,25 0,75 NOTAS Para as coberturas foram adotados valores diferentes para transmitância e absortância ( e ,

e ).

A análise apresentou um resultado negativo para a vedação vertical em EPS, onde a capacidade térmica apresentou valor inferior ao exigido pela norma. Seguindo a NBR 15575, não é correto construir paredes de edificações com capacidade térmica inferior a 130 kj/m²k.

Na análise de cobertura, tanto a cobertura cerâmica quanto a cobertura em EPS apresentaram valores regulares ao exigido pela norma, porém a aplicação do EPS seria mais favoravel, quando comparado à norma.

9.2 Análises por frequência

A tabela 9 apresenta os resultados da avaliação por frequência de temperaturas em porcentagem.

Tabela 9. Análise por frequencia

Esquadrias abertas Esquadrias fechadas

Condição Protótipo A (%)

Protótipo B (%)

Protótipo A (%)

Protótipo B (%) Conforto

térmico 28,81 21,75 31,55 19,02 Desconf.

térmico 71,18 78,24 68,44 80,97 Fonte: Autoria própria (2014).

Na análise por frequência, os resultados não foram positivos ao EPS. Por essa análise avaliar quantidade de dados de temperaturas inclusas dentro da zona de conforto, não leva em consideração a média diária de temperatura. Por mais que as temperaturas, de ambas as condições de esquadrias, são inferiores ao protótipo B (como mostra as figuras 11 a 18), o protótipo A permanece mais tempo dentro da zona de conforto.

Os resultados obtidos com esquadrias abertas foram: 28,8% de conforto e 71,1% de desconforto para o protótipo A e 19,0% de conforto e 80,9% de desconforto para o protótipo B. Na análise por frequência de temperatura com esquadrias fechadas, os resultados obtidos foram 31,55% de conforto e 68,44% de desconforto de temperatura para o protótipo A; 19,02% de conforto e 80,97 % de desconforto para o protótipo B.

9.1 Análises por desempenho

A análise por desempenho possibilita uma análise mais exata, pois envolve outras variáveis como a umidade relativa. A tabela 10 representa os resultados dessa avaliação.

Tabela 10. Análise por desempenho Esquadrias abertas

Condição Protótipo A (%)

Protótipo B (%)

Protótipo A (%)

Protótipo B (%) Conforto

térmico 0,285 0,571 0,719 Desconf.

térmico 99,7 99,4 99,3 96,3 Fonte: Autoria própria (2014).

Através dessa análise, os resultados em relação ao desempenho térmico do EPS foram positivos, onde a margem de conforto foi superior ao protótipo B, mais intensamente, na coleta com esquadrias fechadas. Os resultados obtidos pela coleta com esquadrias abertas foram 0,285% de conforto e 99,7% de desconforto para o protótipo A, sendo 0,0114% de desconforto por frio e 99,6886% de desconforto por calor. Para o protótipo B os resultados foram 0,571% de conforto e 99,4% de desconforto, onde 0,0114% de desconforto por frio e 99,3886% de desconforto por calor. Dentre as estratégias geradas pelo programa Analysis Bio para solucionar o desconforto, para o protótipo A 75,8% corresponde à ventilação e 23,9% ar condicionado; para o protótipo B 85,7% corresponde a ventilação e 13,7% ar condicionado. Os resultados obtidos pela coleta com esquadrias fechadas foram 0,719 % de conforto e 99,3 % de desconforto para o protótipo A sendo 0,0114% de desconforto por frio e 99,3% de desconforto por calor; 3,7% de conforto e 96,3 % de desconforto para o protótipo B, sendo 0,0114% de desconforto por frio e 93,3% de desconforto por calor. Dentre as estratégias geradas pelo programa Analysis Bio, para o protótipo

22 24 26 28 30 32 34

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Tem

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Data

(10)

A 71,4% corresponde à ventilação e 27,9% corresponde a ar condicionado; para o protótipo B 84,9% corresponde à ventilação e 11,3 % corresponde a ar condicionado.

9 Considerações Finais

A avaliação por prescrição apresentou resultado desfavorável à aplicação do EPS em paredes, porém a cobertura em EPS obteve resuldado favoravel. Através dessa análise, a indicação é construir paredes em alvenaria com cobertura em EPS.

Em análise por frequencia, no geral o resultado foi mais favorável ao protótipo A, indicando que esse protótipo ficou mais tempo dentro da zona de conforto adotada.

Na análise por desempenho, o protótipo em EPS apresentou resultados positivos quando comparado ao protótipo em alvenaria, porém com margem de diferença relativamente pequena.

Para o clima de Sinop, de modo geral, o EPS aplicado em edificação matén à temperatura interna, não elevando muito o calor nos momentos do dia em que a temperatura externa alcança o ápice de calor diário. No entanto ao anoitecer a temperatura interna continua se mantendo mesmo com a queda da temperatura externa. Dessa forma, a aplicação do EPS em edificação é recomendada para o setor comercial, onde as pessoas trabalham no período diurno, período em que o EPS indicou melhor desempenho térmico. Já no período noturno, o EPS apresentou temperaturas mais elevadas em relação à alvenaria, não sendo indicado para o setor residencial, pois é o período do dia em que maior parte dos seus ocupantes estão presentes.

Uma boa estratégia a ser aplicada afim de correção do desconforto no período noturno é a ventilação. Segundo análise por desempenho térmico, a maior parte do percentual de desconforto é por calor e possue a ventilação como estratégia de correção.

Agradecimentos

Agradeço primeiramente a Deus pelas oportunidades dadas a mim.

A minha mãe Stela e ao meu pai José Renato pela dedicação e por compartilhar meus momentos de alegria e angústia.

A minha família Renato, Rosi, Ana Sofia, Alexandre, Marieli, Rosely, vó Joana, vô Onofrepelo apoio. Ao meu orientador Professor Dr.-Ing Marlon Leão por todo conhecimento transmitido.

Aos meus patrocinadores Aço Metal, Transterra Terraplenagem e Pavimentação LTDA e Eduardo Barcauí Construções-EPP.

Aos meus amigos e colegas Rudson, Barbara, Vania, Bruna, Shoara, Gabi, Veridiane, Juliene, Allan, Antonio dos Santos, Antonio Getens, Andreia, Euclesio, Rosemiro, Marcos, João, Gabriel, Andre e Ana Elza por me fazerem companhia nos dias de medição ou me substituírem, por me emprestarem equipamentos ou simplesmente pela força e dedicação.

E a todos que contribuíram de alguma forma para a minha graduação

Referências

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ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS

TÉCNICAS. NBR 15575: Edificações habitacionais - Desempenho. Rio de Janeiro: ABNT, 2013.

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