Balanço Térmico da Edificação

Transcrição

1 Balanço Térmico da Edificação Profa. Dra. Denise Duarte, Prof. Dr. Leonardo Marques 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 fazer alterações N, Or, A, k A e/s, H

3 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

4 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 )

5 Cálculo dos ganhos de calor solar Edifício no centro de SP Materiais escuros e vidros desprotegidos Edifício do Banco Itau / Av. Paulista Materiais claros e proteção solar dos vidros

6 Dados de radiação solar incidente Podem ser medidos ou calculados por meio de equações, sendo função da latitude, da data, 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.

7 Dados de Radiação Solar Incidente (Ig) (W/m 2 ). Latitude: 20 Sul Dados de Radiação Solar Incidente (Ig) (W/m 2 ). Latitude: Sul

8 Ganhos de calor gerados internamente - Pessoas - Iluminação artificial - Equipamentos LAMBERTS, Roberto, et al. Eficiência Energética na Arquitetura. 3ed. Rio de Janeiro: ELETROBRAS/PROCEL, 2014.

9 Pessoas Considerar só calor sensível Calor cedido ao ambiente (W), segundo a atividade desenvolvida pelo indivíduo Fonte: Mesquita, 1977

10 Iluminação Artificial Considerar lâmpada + reator Lâmpadas Incandescentes 10% da potência Luz 90% da potência Calor, sendo 80% por radiação 10% por condução e convecção Lâmpadas Fluorescentes 25% da potência Luz 75% da potência Calor, sendo 25% por radiação 50% por condução e convecção Porém: - a luz se transforma em calor depois de absorvida pelos materiais; - as fluorescentes funcionam com reator. Calor cedido ao ambiente (W), por lâmpadas incandescentes e fluorescentes Portanto, considerar: Incandescente: 100% da potência Fluorescente com reator convencional: 125% da potência Fluorescente com reator eletrônico: 110% da potência

11 Equipamentos Função de aquecimento, considerar 100% da potência nominal Demais equipamentos, considerar 60% da potência nominal Potências (W) aproximadas de aparelhos eletrodomésticos

12 Total de ganhos de calor Q tot = Q sol + Q e + Q il + Q eq - Solar (Q sol ) - Pessoas (Q e ) - Iluminação artificial (Q il ) - Equipamentos (Q eq ) LAMBERTS, Roberto, et al. Eficiência Energética na Arquitetura. 3ed. Rio de Janeiro: ELETROBRAS/PROCEL, 2014.

13 Carga térmica transferida pela ventilação Q vent = 0,35 N V Δt (W) 0,35: calor específico densidade do ar (W/m 3 C); N: taxa de renovação horária do ar do recinto (1/h); V: volume do recinto (m 3 ) Δt: diferença entre a temperatura do ar interno e externo ( C). A renovação do ar dos ambientes pode ocasionar ganho de calor (se te > ti) ou perda de calor (se te< ti). No cálculo das cargas térmicas, adota-se uma taxa de renovação (N) adequada ao ambiente para depois dimensionar as aberturas. Valores de referência (N): 6 para quarto ou sala 8 para biblioteca 10/12 para sala de aula 16/18 para escritório ou indústria leve 20 ou mais para indústrias pesadas

14 Carga térmica transferida pela ventilação Por efeito dos ventos Por efeito chaminé

15 Critérios de ventilação dos ambientes Requisitos básicos de exigências humanas: 1. suprimento de oxigênio 2. concentração máxima de CO 2 no ar 3. dissipação de odores corporais Maiores taxas de ventilação Remoção de carga térmica

16 Critérios de ventilação dos ambientes Taxas de ventilação recomendadas. Fonte: Toledo, 1967.

17 Total de perdas de calor Q tot = Q 1 + Q Q n + Q vent - Pelas superfícies (Q 1,Q 2... Q n ) - Pela ventilação (Q vent )

18 Balanço térmico ganhos de calor = perdas de calor Qtot = Q tot determina-se Δt