Ajuste da Radiação Solar Incidente

Transcrição

1 Ajuste da Radiação Solar Incidente Profa. Dra. Denise Helena Silva Duarte Prof. Dr. Leonardo M. Monteiro

2 Modelo de cálculo de desempenho térmico da edificação 1 caracterizar ambiente Renovação: N (adotar) Uso: Ocup/ lum/ Eq Orientação: N, NE, E... Materiais: A (m 2 ) Coeficiente: K 2 calcular balanço térmico 2.1 ganhos [W (Ig)] 2.2 perdas [W t] t (var.1) 3 calcular fator de inércia t (var.1) m (var.2) Tme (var.3) E (var.4) 4 avaliar conforto OT CONFORTO NÃO Ef. Chaminé: A e/s, H, t, m Ef. Ventos: A e/s, v, c e/s Conjugado 5 verificar ventilação N >N <N m (var.2) fazer alterações N, Or, A, k fazer alterações A e/s, H

3 Cálculo dos ganhos de calor solar 1) Cálculos são realizados primeiro em função de Ig (Radiação Solar Incidente) 2) Utilizam-se os dados horários de Ig 3) Calculam-se os ganhos horários de calor solar 4) Verifica-se o maior ganho horário de calor solar (Q sol )

4 Dados de radiação solar incidente Podem ser medidos ou calculados por meio de fórmulas, sendo função da latitude, da data, da altitude, da nebulosidade, da poluição do ar e da orientação do plano de incidência. Dados de Radiação Solar Incidente (Ig) sobre Planos Verticais e Horizontais (W/m2). Latitude: 20 Sul. Fonte: Gonçalves (1995) e LNEC.

5 Ajuste da Radiação Solar Incidente (Ig) Ex: Sudoeste. Latitude 20 o S Ig I d I D

6 Transferidor Auxiliar Carta Solar 20 º Sul

7

8 < 35 o Bloqueio de I d : 23/324 = 7% < 30 o < 35 o Bloqueio de I D : no verão a partir das 16h20

9 Bloqueio de I d : 60/162 = 37% < 60 o < 45 o < 55 o Bloqueio de I D : no verão a partir das 14h30

10 Bloqueio de I d : 12/162 = 7% < 45 o Bloqueio de I D : nenhum < 15 o

11 Modelo de cálculo de desempenho térmico da edificação 1 caracterizar ambiente Renovação: N (adotar) Uso: Ocup/ lum/ Eq Orientação: N, NE, E... Materiais: A (m 2 ) Coeficiente: K 2 calcular balanço térmico 2.1 ganhos [W (Ig)] 2.2 perdas [W t] t (var.1) 3 calcular fator de inércia t (var.1) m (var.2) Tme (var.3) E (var.4) 4 avaliar conforto OT CONFORTO NÃO Ef. Chaminé: A e/s, H, t, m Ef. Ventos: A e/s, v, c e/s Conjugado 5 verificar ventilação N >N <N m (var.2) fazer alterações N, Or, A, k fazer alterações A e/s, H

12 Modelo de cálculo de desempenho térmico da edificação Profa. Dra. Denise Helena Silva Duarte Prof. Dr. Leonardo Marques Monteiro

13 BALANÇO TÉRMICO Sol Radiação solar direta Sol Temp. do ar ext. (Te) (Ti) Temp. do ar int. Iluminação artificial Usuários Equipamentos Ventos INSOLAÇÃO + OCUPAÇÃO + ILUM.ARTIFICIAL + EQUIPAMENTOS = ENVOLTÓRIA + VENTILAÇÃO GANHOS = PERDAS

14 REGIMES PERMANENTE E VARIÁVEL E E Te med (± E) RIVERO (1985) Ti max

15 MODELO ADAPTATIVO ASHRAE 55 (2004, 2010, 2013)

16 Modelo de cálculo de desempenho térmico da edificação 1) caracterização do ambiente em avaliação 2) verificação do balanço térmico 3) cálculo do fator de inércia térmica 4) consideração das condições ambientais externas e internas 5) verificação da ventilação

17 1) CARACTERIZAÇÃO DO AMBIENTE EM AVALIAÇÃO Objetivo: reunir todas as informações necessárias para os cálculos posteriores Considerar: renovação de ar (adotar) volume ocupação iluminação artificial equipamentos orientações áreas de superfícies materiais características térmicas cálculo do k LAMBERTS, Roberto, et al. Eficiência Energética na Arquitetura.

18 2) VERIFICAÇÃO DO BALANÇO TÉRMICO Objetivo: cálculo da diferença de temperatura externa e interna (desconsiderando a inércia neste momento) Considerar: ganhos de calor solar calor gerado internamente perdas pela envoltória perdas por ventilação (adota-se N) cálculo de diferença de temperatura Variável 1: t LAMBERTS, Roberto, et al. Eficiência Energética na Arquitetura.

19 3) CÁLCULO DO FATOR DE INÉRCIA TÉRMICA Objetivo: cálculo do fator de inércia "m" Considerar: superfícies equivalentes pesadas revestimentos cálculo do fator de inércia Variável 2: "m COFAIGH, Eoin O. et al. The climatic dwelling. LAMBERTS, Roberto, et al. Eficiência Energética na Arquitetura.

20 4) CONSIDERAÇÃO DAS CONDIÇÕES EXTERNAS E INTERNAS Objetivo: verificação das condições de conforto Considerar: Variável 1: t (calculada n item 2) Variável 2: "m (calculada n item 3) dados climáticos locais Variável 3: tme (temperatura média externa) Variável 4: E (elongação) avaliação de conforto TO: Temperatura Operativa (modelo adaptativo) Hipótese 1: Avaliação de conforto OK! Verificar a ventilação (Item 5) Hipótese 2: Avaliação de conforto NÃO OK! Duas possibilidades: a) adotar outro valor de N e refazer itens 1 a 4 b) fazer alterações no projeto/edifício e refazer os itens 1 a 4

21 5) VERIFICAÇÃO DA VENTILAÇÃO Objetivo: verificar a validade da adoção de N Considerar: efeito chaminé (A e/s, H, t, m) efeito por ação de ventos (A e/s, v, c e/s ) efeito conjugado LAMBERTS et al. Eficiência Energética na Arquitetura. Hipótese 1: Verificação da ventilação OK! A avaliação de conforto é válida Hipótese 2: Verificação da ventilação NÃO OK! Duas possibilidades: a) adotar outros valores para A e/s e H e refazer item 5 b) fazer alterações no projeto/edifício e refazer os itens 1 a 4

22 Modelo de cálculo de desempenho térmico da edificação 1 caracterizar ambiente Renovação: N (adotar) Uso: Ocup/ lum/ Eq Orientação: N, NE, E... Materiais: A (m 2 ) Coeficiente: K 2 calcular balanço térmico 2.1 ganhos [W (Ig)] 2.2 perdas [W t] t (var.1) 3 calcular fator de inércia t (var.1) m (var.2) Tme (var.3) E (var.4) 4 avaliar conforto OT CONFORTO NÃO Ef. Chaminé: A e/s, H, t, m Ef. Ventos: A e/s, v, c e/s Conjugado 5 verificar ventilação N >N <N m (var.2) fazer alterações fazer alterações N, Or, A, k A e/s, H

23 MODELO DE CÁLCULO Sol Radiação solar direta Sol Temp. do ar ext. (Te) (Ti) Temp. do ar int. Iluminação artificial Usuários Equipamentos Ventos CARACTERIZAR SOLAR + INTERNOS = ENVOLTÓRIA + VENTILAÇÃO INÉRCIA AVALIAR VERIFICAR AMBIENTE GANHOS = PERDAS CONFORTO VENTILAÇÃO