DEESS E MMPPENNHHOO TTÉÉRRMMIICCOO EEMM ...200.129.241.80/ppgeea/sistema/dissertacoes/32.pdf · 4.3.3.4 Avaliação de desempenho térmico: NBR15575/2008..... 50 4.3.4 Avaliação

UNIVERSIDADE FEDERAL DE MATO GROSSO

FACULDADE DE ARQUITETURA, ENGENHARIA E TECNOLOGIA.

PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM

ENGENHARIA DE EDIFICAÇÕES E AMBIENTAL

DDEESSEEMMPPEENNHHOO TTÉÉRRMMIICCOO EEMM DDOORRMMIITTÓÓRRIIOOSS

EE CCOONNSSUUMMOO DDEE EENNEERRGGIIAA EELLÉÉTTRRIICCAA RREESSIIDDEENNCCIIAALL::

EESSTTUUDDOO DDEE CCAASSOO EEMM CCUUIIAABBÁÁ-- MMTT

SONEIZE AUXILIADORA DE MIRANDA

Orientador: Prof. Dr. ROBERTO APOLÔNIO

Cuiabá, MT

Fevereiro de 2011


FACULDADE DE ARQUITETURA, ENGENHARIA E TECNOLOGIA.

PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM

ENGENHARIA DE EDIFICAÇÕES E AMBIENTAL

DDEESSEEMMPPEENNHHOO TTÉÉRRMMIICCOO EEMM DDOORRMMIITTÓÓRRIIOOSS

EE CCOONNSSUUMMOO DDEE EENNEERRGGIIAA EELLÉÉTTRRIICCAA RREESSIIDDEENNCCIIAALL::

EESSTTUUDDOO DDEE CCAASSOO EEMM CCUUIIAABBÁÁ-- MMTT

SONEIZE AUXILIADORA DE MIRANDA

Dissertação apresentada junto ao

Programa de Pós-Graduação em

Engenharia de Edificações e

Ambiental, da Universidade Federal

de Mato Grosso, como requisito na

obtenção do título de Mestre.

Orientador: Prof. Dr. ROBERTO APOLÔNIO

Cuiabá, MT

Fevereiro de 2011

Miranda, Soneize Auxiliadora.

M672d Desempenho térmico em dormitórios e consumo de energia elétrica: estudo de caso em Cuiabá - MT / Soneize Auxiliadora Miranda – Cuiabá: UFMT, 2011.

f.:143 il. ; 30 cm. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Edificações e

Ambiental). Universidade Federal de Mato Grosso, Faculdade de Arquitetura, Engenharia e Tecnologia.

Orientador: Prof. Dr. Roberto Apolônio. Inclui bibliografia. 1. Conforto térmico em dormitórios. 2. Desempenho térmico

noturno. 3. Eficiência energética residencial. I. Apolônio, Roberto. II. Faculdade de Arquitetura, Engenharia e Tecnologia. III. Título.

CDU: 697.31:72.05 Catalogação elaborada por Glória Maria Soares Lopes. Bibliotecária da UNEMAT – Campus Renê Barbour –CRB 1-2088.

DEDICATÓRIA

Às minhas queridas e saudosas avós Lourdes

e Joana, que sabiamente embalaram seus

sonhos no doce ranger de uma rede, nas

quentes e calmas noites cuiabanas...

AGRADECIMENTOS

Ao meu orientador Prof. Dr. Roberto Apolônio por confiar na minha

capacidade, pelos incentivos na superação dos desafios e por sua infinita

paciência.

Aos professores do Programa da Pós-Graduação em Engenharia de

Edificações e Ambiental, da Universidade Federal de Mato Grosso – UFMT.

A minha família, Marco, Diego, Maria, Juan e ao nosso amado Lucas.

Aos amigos Takako e Yoshimi Kobayashi por terem possibilitado o estudo

de caso e pela disposição em participar desta pesquisa.

Aos queridos Deny e Maria Kobayashi por terem possibilitado o estudo de

caso e pela disposição em participar desta pesquisa.

A Jane Eliza de Almeida pelas alegrias e ansiedades compartilhadas ao longo

deste nosso sonho, e por ser amiga em todas as horas.

A Luciana Girardi Omar pela parceria nas pesquisas e pelos conhecimentos

compartilhados.

Aos alunos do Curso de Arquitetura da Universidade Estadual de Mato Grosso

- UNEMAT, pela compreensão com as aulas de reposição ao longo destes dois

anos.

A todos que direta ou indiretamente contribuíram para a realização deste

trabalho.

SUMÁRIO

LISTA DE FIGURAS..................................................................................... i

LISTA DE TABELAS.................................................................................... iv

LISTA DE EQUAÇÕES................................................................................ v

RESUMO......................................................................................................... vi

ABSTRACT.................................................................................................... vii

CAPÍTULO I

1 INTRODUÇÃO.......................................................................................... 1

1.1 JUSTIFICATIVA............................................................................... 3

1.2 OBJETIVOS....................................................................................... 5

CAPÍTULO II

2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA................................................................. 6

2.1 ENERGIA ELÉTRICA NO SETOR RESIDENCIAL................... 6

2.1.1 Eficiência Energética e Desempenho Térmico................................. 9

2.2 CONFORTO TÉRMICO EM DORMITÓRIOS............................ 11

2.2.1 Conforto Térmico............................................................................... 11

2.2.2 Conforto Térmico e Qualidade do Sono Noturno............................ 12

2.3 PARÂMETROS DE CONFORTO TÉRMICO............................... 15

2.3.1 O Modelo do Balanço Térmico ......................................................... 15

2.3.2 O Modelo Adaptativo......................................................................... 16

2.3.3 Normas Técnicas................................................................................. 18

2.3.4 Abordagem Bioclimática.................................................................... 19

2.3.4.1 Carta Bioclimática de Givoni (1992)................................................ 19

2.4 DESEMPENHO TÉRMICO DE EDIFICAÇÕES.......................... 21

2.4.1 Comportamento Térmico dos Fechamentos.................................... 22

2.4.2 Comportamento Térmico Noturno................................................... 23

2.4.3 Avaliação de Desempenho Térmico.................................................. 25

2.4.4 Normas Técnicas................................................................................. 27

CAPÍTULO III

3 ÁREA DE ESTUDO.................................................................................. 28

3.1 O CONTEXTO CLIMÁTICO DE CUIABÁ................................... 28

3.1.1 Estratégias de Adequação ao Clima.................................................. 31

3.1.2 Dados Climáticos................................................................................ 32

3.2 ESTUDO DE CASO........................................................................... 34

3.2.1 Bairro Morada do Ouro..................................................................... 34

3.2.2 Definição das Edificações................................................................... 35

CAPÍTULO IV

4 MATERIAIS E MÉTODOS..................................................................... 37

4.1 AS EDIFICAÇÕES............................................................................ 37

4.1.1 Características Construtivas: CASA-T............................................ 37

4.1.2 Características Construtivas: CASA-M........................................... 39

4.1.3 Os Dormitórios.................................................................................... 41

4.2 EQUIPAMENTOS UTILIZADOS................................................... 42

4.2.1 Considerações Quanto aos Equipamentos....................................... 43

4.2.2 Softwares Utilizados........................................................................... 43

4.3 MÉTODOS.......................................................................................... 44

4.3.1 Dados Climáticos................................................................................ 44

4.3.2 Caracterização Bioclimática da Área em Estudo............................ 45

4.3.3 Avaliação de Desempenho Térmico.................................................. 46

4.3.3.1 Dados monitorados............................................................................ 46

4.3.3.2 Comportamento térmico das residências.......................................... 49

4.3.3.3 Percepções de conforto térmico dos moradores............................... 50

4.3.3.4 Avaliação de desempenho térmico: NBR15575/2008...................... 50

4.3.4 Avaliação de Desempenho Termo-energético.................................. 50

4.3.4.1 Consumo de Energia Elétrica........................................................... 50

4.3.4.2 Parâmetros para Simulação.............................................................. 51

4.3.4.2.1 Dia de referência de projeto............................................................ 52

4.3.4.2.2 Parâmetros de conforto térmico...................................................... 52

4.3.4.2.3 Definição das variáveis e parâmetros para avaliação.................... 53

4.3.4.3 Configuração da Simulação............................................................. 54

4.3.4.3.1 Localização e período de simulação............................................... 54

4.3.4.3.2 Dados construtivos.......................................................................... 55

4.3.4.3.3 Zonas Térmicas................................................................................ 56

4.3.4.3.4 Cargas internas............................................................................... 56

4.3.4.3.5 Esquema de ocupação e uso............................................................ 57

4.3.4.3.6 Configuração da ventilação natural................................................ 57

4.3.5 Simulação Termo-energética............................................................. 58

4.3.5.1 Configuração do Modelo Base......................................................... 58

4.3.5.2 Análise de Sensitividade.................................................................... 59

4.3.5.3 Simulação das Alternativas para o Sistema de Cobertura............... 60

4.3.5.4 Simulação da Ventilação Noturna................................................... 61

CAPÍTULO V

5 APRESENTAÇÃO E ANÁLISE DOS RESULTADOS......................... 63

5.1 DADOS CLIMÁTICOS..................................................................... 63

5.2 CARACTERIZAÇÃO BIOCLMÁTICA......................................... 67

5.2.1 Estratégias para o Período Quente Úmido....................................... 67

5.2.2 Estratégias para o Período Quente Seco........................................... 69

5.2.3 Estratégias para o Período Noturno................................................. 71

5.3 AVALIAÇÃO DE DESEMPENHO TÉRMICO............................... 72

5.3.1 Comportamento Térmico no Período Quente Úmido..................... 72

5.3.1.1 1° Monitoramento da CASA-T......................................................... 72

5.3.1.2 Análise do 1° monitoramento........................................................... 73

5.3.1.3 Avaliação da capacidade de amortecimento.................................... 74

5.3.1.4 1° Monitoramento da CASA-M........................................................ 75



5.3.2 Comportamento Térmico no Período Quente Seco......................... 78

5.3.2.1 2° Monitoramento da CASA-T......................................................... 78



5.3.2.4 2° Monitoramento da CASA-M........................................................ 81



5.3.3 Considerações Quanto ao Comportamento Térmico...................... 84

5.3.4 Percepção dos Moradores Quanto ao Conforto Térmico............... 85

5.3.5 Avaliação de Desempenho Térmico: NBR 15575 / 2008................. 85

5.3.5.1 Avaliação por medição...................................................................... 86

5.3.5.2 Avaliação por prescrição................................................................... 88

5.3.5.3 Síntese da avaliação de desempenho térmico, segundo critérios

da NBR 15575 / 2008.......................................................................

90

5.4 AVALIAÇÃO DE DESEMPENHO TÉRMO-ENERGÉTICO..... 91

5.4.1 Consumo de Energia Elétrica............................................................ 91

5.4.2 Parâmetros para Simulação.............................................................. 95

5.4.3 Dia de Referência de Projeto............................................................. 98

5.4.4 Simulação Termo-energética............................................................. 99

5.4.4.1 Calibração do Modelo Base.............................................................. 99

5.4.4.2 Análise de Sensitividade.................................................................... 102

5.4.4.3 Simulação das Alternativas para o Sistema de Cobertura............... 104

5.4.4.4 Simulações da Ventilação Natural................................................... 108

CAPÍTULO VI

6 CONCLUSÃO............................................................................................ 113

6.1 LIMITAÇÕES DO TRABALHO........................................................ 115

6.2 CONSIDERAÇÕES PARA TRABALHOS FUTUROS.................. 115

CAPÍTULO VII

7 BIBLIOGÁRFIAS..................................................................................... 116

7.1 BIBLIOGRAFIAS CITADAS............................................................ 116

7.2 BIBLIOGRAFIAS CONSULTADAS................................................. 122

8 APÊNDICES.............................................................................................. 124

8.1 APÊNDICE A........................................................................................ 124

8.2 APÊNDICE B........................................................................................ 128

8.3 APÊNDICE C........................................................................................ 130

8.4 APÊNDICE D........................................................................................ 131

8.5 APÊNDICE E........................................................................................ 133

8.6 APÊNDICE F........................................................................................ 135

8.7 APÊNDICE G........................................................................................ 136

8.8 APÊNDICE H........................................................................................ 142

i

LISTA DE FIGURAS

Figura 2. 1- Consumo de Energia Elétrica: 1° Semestre de 2010 .......................... 6

Figura 2. 2- Participação de Eletrodomésticos no Consumo Residencial............... 8

Figura 2. 3- (a) Quarto Refrigerado, (b) Quarto com Ventilador ......................... 14

Figura 2. 4 -Monitoramento do sono em ambiente com desconforto térmico ...... 14

Figura 2. 5- a) Escala de PMV, b) Relação PMV x PPD ..................................... 16

Figura 2.6- Limites para conforto em ambientes naturalmente ventilados ........... 18

Figura 2. 7- Carta Bioclimática de Givoni (1992) ............................................... 20

Figura 3.1- O Estado de Mato Grosso, o Município de Cuiabá ........................... 28

Figura 3.2- Zoneamento Bioclimático Brasileiro ................................................ 31

Figura 3.3- Localização do Bairro Morado do Ouro ........................................... 34

Figura 3.4- Localização das Residências (a) CASA-M, (b) CASA-T .................. 36

Figura 4. 1- CASA-T: Planta baixa e corte esquemático longitudinal ................. 37

Figura 4. 2- CASA-T: Planta de cobertura .......................................................... 38

Figura 4. 3- CASA-M: Planta baixa ................................................................... 39

Figura 4. 4- CASA-M: Corte esquemático transversal ........................................ 40

Figura 4. 5- CASA-M: Planta de Cobertura ........................................................ 40

Figura 4. 6- (a) Dormitório CASA-T, (b) dormitório CASA-M. ......................... 41

Figura 4. 7- Equipamentos utilizados ................................................................. 42

Figura 4. 8- CASA-T: localização dos pontos monitorados ................................ 47

Figura 4. 9- CASA-T: equipamentos nos ambientes (a) quarto, (b) sala, e (c)

varanda .............................................................................................................. 47

Figura 4. 10- CASA-M: localização dos pontos monitorados ............................. 48

Figura 4. 11- CASA-M: equipamentos nos ambientes (a) quarto, (b) sala, e (c)

varanda .............................................................................................................. 48

Figura 4. 12- Simulação: Dados de Cuiabá ......................................................... 55

Figura 4. 13- Simulação: materiais construtivos ................................................. 55

Figura 4. 14- Simulação: definição das superfícies geométricas das zonas térmicas

.......................................................................................................................... 55

Figura 4. 15- Simulação: zonas térmicas ............................................................ 56

Figura 4. 16- Simulação: Modelo base ............................................................... 56

Figura 4. 17- Simulação: configuração ventilação natural................................... 57

Figura 4. 18- Simulação: alternativas para cobertura .......................................... 59

ii

Figura 4. 19- Simulação: abertura do ático ......................................................... 60

Figura 5. 1- Temperaturas máximas e mínimas: Normais e TMY ....................... 63

Figura 5. 2- Umidade relativa média: Normais e TMY ....................................... 64

Figura 5. 3- Temperatura de bulbo seco ao longo do ano .................................... 65

Figura 5. 4- Comportamento dos ventos: (a) frequência, (b) velocidade ............. 65

Figura 5. 5- Radiação Solar Global: (a) No 1° semestre, (b) No 2° semestre. ...... 66

Figura 5. 6- Estratégias diurnas período quente Úmido: Nov. Dez. Jan. Fev. Mar.

Abr. ................................................................................................................... 67

Figura 5. 7- Estratégias noturnas período quente úmido: Nov. Dez. .................... 68

Figura 5. 8- Estratégias noturnas período quente úmido: Jan. Fev. Mar. Abr. ..... 68

Figura 5. 9- Resumo das estratégias para o período quente úmido ...................... 69

Figura 5. 10- Estratégias diurnas período quente seco: Ago. Set. Out. ................ 69

Figura 5. 11- Estratégias noturnas período quente seco: Ago. Set. Out. .............. 70

Figura 5. 12- Resumo das Estratégias para o período quente seco ....................... 71

Figura 5. 13- Resumo das estratégias para as horas noturnas .............................. 71

Figura 5. 14- Variáveis monitoradas no período quente úmido: CASA-T ........... 73

Figura 5. 15- Temperaturas mín. e máx. no período quente úmido: CASA-T ...... 74

Figura 5. 16- Amplitudes e Amortecimentos: período quente úmido- CASA-T .. 75

Figura 5. 17- Variáveis monitoradas no período quente úmido- CASA-M .......... 76

Figura 5. 18- Temperaturas mín. e máx. no período quente úmido: CASA-M..... 77

Figura 5. 19- Amplitude e Amortecimento: período quente úmido- CASA-M .... 78

Figura 5. 20- Variáveis monitoradas no período quente seco- CASA-T .............. 79

Figura 5. 21- Temperaturas mín. e máx. no período quente seco: CASA-T ......... 80

Figura 5. 22- Amplitude e Amortecimento: período quente seco- CASA-T ........ 81

Figura 5. 23- Variáveis monitoradas no período quente seco- CASA-M ............. 82

Figura 5. 24- Temperaturas mín. e máx. no período quente seco: CASA-M........ 83

Figura 5. 25- Amplitude e Amortecimento: período quente seco- CASA-M ....... 84

Figura 5. 26- Seleção do dia típico, período quente úmido: CASA-T .................. 87

Figura 5. 27- Seleção do dia típico, período quente úmido: CASA-M................. 87

Figura 5. 28- CASA-T: histórico do consumo mensal de energia elétrica ........... 91

Figura 5. 29- CASA-M: histórico do consumo mensal de energia elétrica .......... 92

Figura 5. 30- CASA-T: consumo por uso final de energia elétrica ...................... 94

Figura 5. 31- CASA-M: consumo por uso final de energia elétrica ..................... 94

Figura 5. 32- Variação das temperaturas de conforto térmico para o ano de

referência ........................................................................................................... 95

iii

Figura 5. 33- Intervalos de conforto das horas noturnas do mês de Março .......... 96

Figura 5. 34- Intervalos de conforto das horas noturnas do mês de Outubro ....... 97

Figura 5. 35- Dia de referência de projeto: Março .............................................. 98

Figura 5. 36- Dia de referência de projeto: Outubro............................................ 98

Figura 5. 37- Calibração do modelo: Temperatura externa medida e simulada .... 99

Figura 5. 38- Calibração do modelo: Umidade relativa medida e simulada ......... 99

Figura 5. 39- Calibração do modelo: Temperaturas internas medida e simulada 100

Figura 5. 40- Calibração do modelo: Temp. radiante média medida e simulada 101

Figura 5. 41- Modelo base: carga térmica de resfriamento do dormitório ......... 102

Figura 5. 42- Carga térmica total para 13/3: Modelo x Alternativas .................. 103

Figura 5. 43- Carga térmica total para 4/10: Modelo x Alternativas .................. 103

Figura 5. 44- Conforto térmico das alternativas simuladas: Termostato a 20°C 104



Figura 5. 47- Período quente úmido: Consumo mensal de energia do CA ......... 106

Figura 5. 48- Período quente seco: Consumo mensal de energia do CA ............ 106

Figura 5. 49- Temperaturas externa e interna com telha-α 0,75 ......................... 108

Figura 5. 50- Temperaturas externa e interna com telha-α 0,30 ......................... 108

Figura 5. 51- Ventilação noturna no dia crítico 13/3- A1 ................................. 109

Figura 5. 52- Ventilação noturna no dia crítico 13/3- B1 ................................. 110

Figura 5. 53- Ventilação noturna no dia crítico 4/10- A1 ................................. 110

Figura 5. 54- Ventilação noturna no dia crítico 4/10- B1 ................................. 111

Figura 8.1- Calibração: Avaliação dias medidos e simulados............................ 135

Figura 8.2- Globos negros alternativos e termo-higrômetros com data logger ... 142

Figura 8.3- Foto do arranjo e esquema de montagem do experimento ............... 142

iv

LISTA DE TABELAS

Tabela 2.1- Estatística do Consumo de Energia Elétrica ....................................... 7

Tabela 3.1- Variáveis climatológicas observadas em Cuiabá/MT (1970-2002)....30

Tabela 4.1- CASA-T: Componentes e materiais ................................................. 39

Tabela 4.2- CASA-M: Componentes e materiais ................................................ 41

Tabela 5. 1- Ausência de Ventos (%) ................................................................. 66

Tabela 5. 2- Parâmetros para paredes e coberturas.............................................. 89

Tabela 5. 3- Parâmetros para ventilação e sombreamento ................................... 89

Tabela 5. 4- Síntese da avaliação de desempenho térmico .................................. 90

Tabela 5. 5- Limites de conforto para os meses de referência ............................ 96

Tabela 5. 6- Consumo total no período quente úmido ...................................... 107

Tabela 5. 7- Consumo total no período quente seco ......................................... 107

Tabela 5. 8- Consumo total no ano .................................................................. 107

Tabela 5. 9- Condições de conforto com ventilação noturna ............................. 111

Tabela 5. 10- Condições de conforto com ventilação natural ............................ 112

Tabela 8.1- Cabeçalho padrão do formato CSV ................................................ 135

v

LISTA DE EQUAÇÕES

Eq. 01- Uso Final de um determinado equipamento..............................................49

Eq. 02- Temperatura operativa de conforto...........................................................51

Eq. 03- Temperatura operativa...............................................................................51

vi

RESUMO

MIRANDA, S.A. Desempenho Térmico em Dormitórios e Consumo de

Energia Elétrica Residencial: Estudo de Caso em Cuiabá- MT. 143f.

Dissertação (Mestrado em Engenharia de Edificações e Ambiental), Universidade

Federal de Mato Grosso. Cuiabá, 2011.

O município de Cuiabá encontra-se em região climática caracterizada por

apresentar períodos de desconforto térmico em quase todas as estações do ano,

ocasionando significativo aumento do consumo de energia elétrica em unidades

residenciais, especialmente pelo uso de condicionadores de ar em dormitórios

para atenuação do desconforto térmico no período noturno. Necessidade esta

acentuada, frequentemente, pelas inadequações construtivas das edificações.

Neste contexto a presente pesquisa tem por objetivo geral avaliar o desempenho

termo-energético noturno em dormitórios, visando à eficiência do

condicionamento térmico ambiental e a redução do consumo de energia elétrica

residencial. Por meio de estudo de caso realizado em duas unidades residenciais, a

investigação foi desenvolvida em três etapas. A caracterização bioclimática de

Cuiabá, obtendo-se a identificação das estratégias de condicionamento ambiental

para os períodos analisados, quente úmido e quente seco. A avaliação de

desempenho térmico das residências, obtidas por meio de monitoramento

higrotérmico e pela aplicação de procedimentos definidos pela norma

NBR15575/2008. Os resultados obtidos apontaram a influência do sistema de

cobertura no desempenho térmico e energético das edificações, assim como a

possibilidade de uso da ventilação noturna como alternativa para redução do

consumo de energia elétrica no condicionamento ambiental de dormitórios. Deste

modo, na última etapa foi realizada avaliação de desempenho termo-energético,

por meio da simulação de um modelo base, utilizando-se o programa EnergyPlus.

Os resultados obtidos com as variações do sistema de cobertura demonstram que a

absortância da telha é a variável com maior impacto na redução da energia

consumida pelo condicionador de ar. Enquanto a redução da transmitância por

meio da ventilação do ático apresentou menor influência. As simulações com uso

da ventilação natural demonstraram a possibilidade de se obter conforto térmico

noturno apenas com condicionamento natural, em alguns períodos do ano.

Palavras-Chave: Conforto térmico em dormitórios, desempenho térmico

noturno, eficiência energética residencial.

vii

ABSTRACT

MIRANDA, S.A. Thermal performance in dormitories and residential

electrical energy consumption: case study in Cuiaba-MT. 143p. Dissertation

(Mastering on Building and Environment Engineering), Universidade Federal de

Mato Grosso. Cuiabá, 2011.

Cuiaba is located in a climatic region characterized by featuring thermal

discomfort periods in almost all years seasons, causing a significant increase on

electrical energy at residential units, specially by using air conditioning in

dormitories in order to mitigate the thermal discomfort at nighttime. A great need

caused very often by constructive inadequacy on buildings. On this context the

current research has as a general objective to analyze the nocturnal thermal energy

performance, by aiming the efficiency of night thermal conditioning as well as the

reduction on residential electrical power consumption. Across the case study,

occurred at two residential units, the investigation was developed into three

phases. The bioclimatic featuring in Cuiaba, by obtaining the identification of the

environmental conditioning strategies to the analyzed periods, humid hot and dry

hot. The assessment on the housing thermal performance, through the

higrothermal monitoring and application of procedures defined by the rule

NBR15575/2008. The obtained outcome has pointed out the influence on the

system of roofing to the thermal and energetical performance of buildings as well

as the possibility of using nocturnal ventilation as alternative to reduce the

electrical power consumption on environmental conditioning of the dormitories.

In this way, in the last phase an analysis on thermal energy performance was

made, through the simulation of a basis model, by using Energy Plus program.

The obtained results with the variation of roofing system show that the roof

absorption is the variance with more impact on consumed energy reduction by the

air conditioning. While the reduction of trasmittance by the attic ventilation has

shown less influence. The simulation by using natural ventilation has

demonstrated the possibility of getting nocturnal thermal comfort only with

natural conditioning in some periods of the year.

Keyword: Thermal comfort in dormitories, night thermal performance, residential

energy efficiency.

1 Capítulo I - Introdução

1. INTRODUÇÃO

Nas últimas décadas as questões ambientais têm impulsionado reflexões

quanto às necessidades de transformação para o setor da construção civil que, com

sua cadeia produtiva, é uma das atividades mais impactante quanto ao uso dos

recursos naturais, considerando todas as etapas operacionais do ciclo de vida de uma

edificação, da fabricação dos materiais, dos processos construtivos, do uso até a sua

demolição.

Na atualidade, estima-se que 80% da população mundial vivem em áreas

urbanas, que demandam consideráveis recursos energéticos para operação e

manutenção das edificações e da infra-estrutura urbana. Com relação à energia

elétrica utilizada, na sua grande maioria provem de fontes de combustíveis fósseis,

como petróleo e carvão mineral, recursos não renováveis com limites reais de uso, e

ainda, que a utilização destes recursos geram consideráveis emissões de gases como

o CO2, contribuindo para o aumento do efeito estufa que pode desencadear o

aquecimento global.

Em resposta às necessidades econômicas e de atenuação na pressão exercida

sobre os recursos naturais, busca-se a redução do consumo de energia elétrica por

meio do uso mais racional da energia disponibilizada, medidas que passam a exigir

mudanças significativas no setor da construção civil, direcionadas aos investimentos

em pesquisas, novas tecnologias e políticas públicas para produção de edificações

com menores impactos ambientais e mais eficientes energeticamente.

No cenário mundial, em países mais desenvolvidos economicamente e mais

precisamente em regiões com elevados níveis de consumo energético destinado ao

condicionamento térmico ambiental, ou seja, em países europeus e norte americano,


as ações se voltaram para as reformulações quanto à concepção das edificações.

Estas ações desenvolveram-se por meio de regulamentações e normas pautadas em

princípios arquitetônicos que consideram as condições climáticas do entorno e as

necessidades fisiológicas humanas como fatores condicionantes, direcionadas a obter

maior adequação do ambiente construído às condições do meio, proporcionando o

necessário conforto aos usuários com o menor consumo de energia possível.

Nos últimos anos, observa-se uma constante evolução nas regulamentações e

normas internacionais para concepção de edificações mais eficientes, na medida em

que surgem novos conhecimentos e tecnologias para produção de edificações com

maiores níveis em conforto ambiental, menor consumo energético e baixo impacto

ambiental. Os resultados podem ser contemplados em obras como o Greenwhich

Village Millennium e o BedZed - Beddington Zero Energy Development, edifícações

habitacionais situadas em Londres Inglaterra, como exemplos de concepções

arquitetônicas com altos níveis de eficiência energética.

No cenário brasileiro, onde 70% da energia elétrica consumida internamente

são geradas por hidroelétricas, ou seja, de fontes renováveis, a necessidade é de

expansão do setor energético. Ocasionada inicialmente pelo aumento populacional

das áreas urbanas a partir da década de 1980, e nos últimos anos pelo crescimento do

produto interno bruto, marcada pelo racionamento e pelas campanhas para redução

do consumo de energia elétrica em 2001, quando então, pelos resultados positivos

obtidos, constatou-se ser mais econômico investir no uso eficiente da energia

disponibilizada, reduzindo a demanda, os investimentos econômicos, e os impactos

ambientais em decorrência da implantação de novas usinas.

Neste contexto, busca-se a redução do consumo de energia com investimentos

em maior eficiência na distribuição e no consumo final da energia utilizada, por meio

de políticas públicas de conservação de energia elétrica, com programas como o selo

PROCEL para etiquetagem de equipamentos eletroeletrônicos e motores mais

eficientes, e o PROCEL Edifica regulamentado em julho de 2009. Este programa

destina-se a etiquetagem do nível de eficiência energética em edificações comerciais,

de serviços e públicas, com finalidade de redução do consumo de energia elétrica,

por meio de parâmetros para avaliação quanto à eficiência e potência instalada do


sistema de iluminação, do sistema de condicionamento de ar e do desempenho

térmico da envoltória. Quanto aos parâmetros definidos para avaliação, os mesmos

estão diretamente associados às concepções arquitetônicas e aos materiais

construtivos da edificação, deste modo os níveis de iluminação, as temperaturas

internas dos ambientes e a carga térmica do sistema de refrigeração resultam dos

efeitos conjugados destes parâmetros com os fatores climáticos do ambiente externo.

Com relação ao setor residencial, está previsto pelo grupo gestor do programa

de etiquetagem a ampliação do programa para edificações residenciais, o

Regulamento Técnico da Qualidade do Nível de Eficiência Energética de Edificações

Residenciais (RTQ-R), que visa à eficiência energética de unidades autônomas e de

edificações multifamiliares. O regulamento encontra-se em fase final para aprovação.

Quanto à evolução no consumo final de energia para o setor residencial,

segundo dados do Balanço Energético Nacional (BEN, 2009) contabilizou 22,3% do

total da energia elétrica consumida no país. Tendência que deverá se manter pelo

aumento no padrão de consumo das famílias brasileiras nos últimos anos, que vem

impulsionando investimentos em novas tecnologias, redução de custos e aumento de

produção nas indústrias de eletrodomésticos. Dentre estes, destacam-se os

condicionadores de ar, cada vez mais eficientes e com custos mais acessíveis a um

maior número de famílias. Com isso, observa-se a importância do setor no

crescimento da demanda interna de energia, e, consequentemente, da necessidade de

edificações residenciais com maior eficiência quanto ao desempenho térmico e

energético.

1.1 JUSTIFICATIVA

As diversas composições climáticas do território brasileiro demandam soluções

construtivas específicas para cada região, que ainda não foram suficientemente

avaliadas, tendo-se ainda a necessidade de ampliação em pesquisas na área de

conforto ambiental e eficiência energética, incluindo o Estado de Mato Grosso por

suas características climáticas.

O município de Cuiabá, capital do Estado de Mato Grosso, encontra-se em

região com clima caracterizado por dois períodos bem definidos: um seco que vai de


maio a outubro e outro úmido de novembro a abril, apresentando períodos de

desconforto térmico em quase todas as estações do ano, o que, de modo geral,

ocasiona uma intensificação no uso de ventiladores e condicionadores de ar,

destacando o uso dos condicionadores de ar para atenuar o desconforto térmico em

dormitórios.

Para o rigor climático local as inadequações construtivas, frequentemente,

agravam o desconforto térmico noturno em dormitórios, o que pode afetar a

qualidade do sono e comprometer o bem estar dos usuários.

Deste modo, a necessidade do uso de condicionador de ar nas horas noturnas

em dormitórios acarreta significativo aumento no consumo de energia elétrica em

unidades residenciais, ocasionando um ônus expressivo no orçamento de muitas

famílias desta capital. Pesquisa realizada pela Eletrobrás (2007) indicou que na

região Centro-Oeste 55,7% dos consumidores considera a conta de energia pesada ou

muito pesada. Desta forma observa-se a importância de uma maior atenção quanto ao

desempenho termo-energético destes ambientes.

O desempenho térmico e energético de uma edificação resulta da interação

entre o ganho de calor interno devido à ocupação, à atividade desenvolvida e os

equipamentos em uso, como também depende das características dos elementos e

materiais que compõem a envoltória, assim como do ganho de calor externo por

meio da circulação do ar pelos ambientes.

Desta forma, a redução da carga térmica pode ser obtida com a avaliação do

clima local e da interferência dos parâmetros construtivos da edificação como forma

de otimizar o desempenho térmico do ambiente, reduzindo a energia consumida para

adequar as condições do ambiente às necessárias de conforto do usuário.

Para avaliar o desempenho térmico e energético de edificações em uso ou em

fase de projeto pode-se empregar métodos analíticos ou prescritivos, como também

utilizar ferramentas computacionais que, por meio de simulações possibilitam

avaliação de alternativas mais adequadas quanto ao conforto térmico e o consumo de

energia elétrica da edificação.


1.2 OBJETIVOS

Esta pesquisa tem como objetivo avaliar o desempenho termo-energético

noturno em dormitórios, visando à eficiência do condicionamento térmico ambiental

e a redução no consumo de energia elétrica residencial.

Para o alcance do objetivo proposto, pretende-se especificamente: 1- realizar

caracterização bioclimática da área em estudo; 2- avaliar o desempenho térmico das

residências definidas para o estudo de caso; 3- avaliar o perfil do consumo de energia

elétrica das residências; 4- realizar por meio de simulação avaliação das

possibilidades de melhoria do desempenho termo-energético dos dormitórios no

período noturno.

6 Capítulo II - Revisão Bibliográfica

2. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

2.1 ENERGIA ELÉTRICA NO SETOR RESIDENCIAL

O consumo de energia elétrica nacional totalizou, em junho de 2010, 34.570

GWh, contabilizando um percentual de 11,1% de aumento, com relação ao mesmo

período de 2009, representando crescimento de 9,9% somente no primeiro semestre

do ano. Refletindo uma tendência na evolução anual do consumo de energia elétrica,

conforme distribuição representada no gráfico da Figura 2. 1. Quanto à distribuição

do consumo por setor, observa-se o industrial com aumento de 13,8%, seguido do

setor residencial com expansão de 8,1%, e do setor comercial de 7,7% (EPE, 2010).

Figura 2. 1- Consumo de Energia Elétrica: 1° Semestre de 2010

Fonte – EPE - Empresa de Pesquisa Energética (2010)

Deste modo, o setor residencial totalizou no primeiro semestre de 2010

consumo de 53831 GWh, com previsão de crescimento anual de 7,0%, superior ao

crescimento do setor comercial e industrial com 6,7% e 4,0%, respectivamente,

conforme evolução apresentada na Tabela 2. 1.


Tabela 2. 1 - Estatística do Consumo de Energia Elétrica

Em Junho Até Junho 12 Meses

2009 2010 % 2009 2010 % 2009 2010 %

Brasil 31.104 34.570 11,1 188.856 207.589 9,9 387.878 407.420 5,0

Residencial 7.909 8.663 9,5 49.813 53.831 8,1 97.463 104.794 7,5

Industrial 13.606 15.658 15,1 78.717 89.600 13,8 170.290 177.063 4,0

Comercial 5.031 5.422 7,8 32.473 34.964 7,7 63.500 67.745 6,7

Outros 4.558 4.826 5,9 27.853 29.194 4,8 56.624 57.818 2,1

Fonte – Adaptada de EPE- Empresa de Pesquisa Energética (2010)

Observa-se que, conforme dados apresentados pela EPE (2010) o número de

novas ligações contabilizadas em um ano, entre junho de 2009 a junho de 2010,

atingiu o total de 2 milhões de consumidores, como também, contabilizou um

aumento de 3,9%, no consumo médio por consumidor, em relação ao período

anterior. Assim, analisa-se que o crescimento do setor pode ser reflexo do aumento

do número de novas unidades, impulsionado pelos programas habitacionais, assim

como, o aumento na posse de novos eletrodomésticos pelas famílias brasileiras.

O crescimento apresentado até então pelo setor residencial em 2010 corrobora

com os resultados apresentados pelo BEN (2009), ano base 2008, que contabilizou

para os setores: residencial 22,3%, comercial 14,6% e público 8,1%, totalizando um

percentual de 45% para estes setores, ficando próximo ao setor industrial com

participação de 46,10% da composição do consumo total de energia elétrica do país.

A evolução do crescimento do setor residencial é uma tendência mundial,

impulsionada por alguns fatores como, maior retraimento das pessoas em suas

residências em conseqüência da insegurança dos centros urbanos; valorização do

conforto e o entretenimento, promovida pela grande oferta e facilidades na aquisição

de eletro-eletrônicos; demanda reprimida pelas desigualdades socioeconômicas,

dentre outras (ELETROBRÁS, 2007).

Quanto ao uso final de energia elétrica no setor residencial, basicamente é

utilizada para aquecimento de água, iluminação, conservação de alimentos,

condicionamento ambiental, lazer e serviços gerais.

Em 2005, foi implementada pela Eletrobrás (2007) uma ampla pesquisa

nacional relativa à posse de equipamentos elétricos e hábitos de uso no setor


residencial, incluindo também questões socioeconômicas, qualidade de fornecimento

de energia, condições de uso dos equipamentos, dentre outras. Os resultados

apontaram, quanto ao uso final, os principais eletrodomésticos que participam do

consumo total de energia elétrica do setor residencial, representados no gráfico da

Figura 2. 2.

BRASIL

Geladeira

22%

Freezer

5%

Lampadas

14%Chuveiro

24%

Ar Condicionado

20%

TV

9%

Som

3%

Lava Roupa

0,4%

Ferro

3%

Microondas

0,1%

Figura 2. 2 - Participação de Eletrodomésticos no Consumo Residencial

Fonte – Eletrobrás (2007)

O chuveiro elétrico apresentou maior participação, sendo este o sistema de

aquecimento de água para o banho utilizado em 73,1% dos domicílios brasileiros,

seguido da geladeira utilizada em 96,0% dos domicílios. O ar condicionado com

20% foi o terceiro no consumo total, com uso em 10,5% do total dos domicílios

pesquisados, contudo, apresentou diferenças regionais significativas.

Quanto à distribuição por região, a região Sudeste contabilizou o menor

percentual, 7% de domicílios com pelo menos um condicionador de ar. A região

Norte com maior percentual de uso contabilizou 16,5%, as regiões Centro Oeste e

Nordeste apontaram 11,7% e 11,9%, respectivamente; diferenças estas em

conseqüência das condições climáticas do território brasileiro (ELETROBRÁS,

2007).

Observa-se a grande potencialidade no consumo de energia apresentado pelos

condicionadores de ar que, apesar de menor percentual de uso nos domicílios, em

relação aos chuveiros e as geladeiras, totalizaram 20% do consumo no setor

residencial.


Assim, além das necessidades de equipamentos mais eficientes e da

conscientização dos consumidores quanto ao uso mais racional da energia elétrica,

uma maior eficiência no setor residencial dependerá de edificações mais adequadas

às condições climáticas regionais (TRIANA e LAMBERTS, 2007).

2.1.1 Eficiência Energética e Desempenho Térmico

No Brasil, várias pesquisas têm sido desenvolvidas no âmbito de se avaliar o

desempenho térmico de edificações, nas quais buscou-se especificamente estudar os

trabalhos com propostas de investigação da relação entre o desempenho térmico e o

consumo energético em edificações residenciais ou similares. Algumas destas

pesquisas são apresentadas a seguir.

Leão Junior (2008) partindo da constatação de uma prática do mercado

imobiliário em Maceió AL, a diferenciação de valores de venda de apartamentos pela

orientação, onde, apartamentos voltados para o poente possuíam menor valor do que

os voltados para o nascente. Neste contexto, por meio de um estudo de caso em

quatro apartamentos de um edifício em fase de acabamento, analisou o desempenho

térmico e energético, considerando as possibilidades do uso da ventilação natural de

acordo com as diferentes orientações, e o consumo médio mensal de energia para as

diferentes situações simuladas com o programa EnergyPlus.

Deste modo, a partir dos resultados obtidos na simulação comparou o custo

total com a utilização de condicionadores de ar, considerando o custo do

equipamento, a manutenção, o custo energético, e o valor de mercado dos

apartamentos. Com base nos resultados das alternativas simuladas, demonstrou que o

custo energético, em longo prazo, representou grande parcela do valor total do

imóvel, e que o menor valor dos apartamentos mal orientados foi absorvido pelo

custo energético em conseqüência da necessidade do uso de condicionadores de ar.

Loureiro (2003), em pesquisa quanto ao comportamento térmico e energético

de edificações residenciais, obteve inicialmente as estratégias bioclimáticas indicadas

para o perfil climático da cidade de Manaus, as quais foram tomadas como referência

para avaliação de quatro unidades residenciais. Paralelamente foram avaliados o

desempenho térmico das unidades, as percepções e preferências térmicas dos


moradores, como também, o consumo de energia de duas unidades, das edificações

pesquisadas. Desta forma, constatou uma significativa participação do uso de

ventiladores e condicionadores de ar no consumo final de energia elétrica das

unidades avaliadas, e em maior proporção nas edificações que apresentaram baixo

desempenho térmico.

Oliveira (2007), em estudo para a cidade de Cuiabá – MT avaliou a influência

do desempenho térmico no consumo final de energia elétrica em edificações

residenciais. Em pesquisa de campo, duas unidades residenciais inseridas na área

urbana foram monitoradas nos períodos da primavera, verão, outono e inverno,

quando, também, foram coletados dados do consumo energético e das sensações e

preferências térmicas dos moradores. A partir dos dados coletados avaliou o

desempenho térmico das residências, tendo como parâmetro a zona de conforto

definida por Givoni (1992), identificou as porcentagens de horas de desconforto e as

estratégias mais indicadas para adequação das edificações à condição climática local.

Com relação ao consumo energético foi identificado que a maior parcela do

consumo devia-se ao uso de ventiladores e condicionadores de ar, utilizados nos

dormitórios no período noturno, e ainda, que o aumento do consumo de energia

relacionava-se diretamente aos períodos em que foram registradas as maiores

temperaturas médias diárias.

Baltar (2006) analisou a redução da demanda de energia elétrica utilizando

parâmetros construtivos visando o conforto térmico, em quartos de internação

hospitalar no município de Lajeado RS. O método empregado foi composto por

simulação utilizando o programa EnergyPlus, para avaliar as condições de conforto

térmico e o consumo de energia elétrica em treze quartos com condicionadores de ar

individuais, tendo como referência o índice de temperatura especificado pela NBR-

6401(ABNT,1980), que estabelecia condições mínimas em ambiente climatizados.

Para os parâmetros construtivos, foram avaliadas alternativas possíveis de

serem aplicadas em uma proposta de reforma da edificação estudada, tais como: tipo

de vidro para as janelas, cores para as fachadas e revestimentos para as paredes

internas. Por meio da simulação avaliou cada alternativa separadamente,

comparando-se as condições de conforto térmico e o consumo de energia dos


condicionadores de ar. Os resultados obtidos apontaram como melhores alternativas

para manutenção do nível de conforto térmico com redução do consumo energético,

a com vidros duplos e revestimento interno em EPS 60 mm e base em gesso

acartonado, seguida da opção com a pintura das fachadas na cor branca.

Vários estudos foram desenvolvidos por Toledo (1999, 2001, 2001b), para a

cidade de Maceió-AL, quanto uso de condicionadores de ar em dormitórios em

detrimento da ventilação natural. Avaliou as possibilidades de uso da ventilação

natural, disponível na região, para promover melhores condições de conforto térmico

em dormitórios de edifícios residenciais.

Pelos resultados apontados por meio destes estudos, observa-se que uma

edificação mais adequada às condições climáticas do meio pode proporcionar

melhores condições de conforto térmico com redução do consumo de energia

elétrica.

2.2 CONFORTO TÉRMICO EM DORMITÓRIOS

2.2.1 Conforto térmico

No âmbito do conforto ambiental um estado de conforto ou desconforto está

associado aos estímulos e sensações proporcionados pelo ambiente, que afetam

nossos órgãos sensoriais, tais como: quantidade de luz, nível de ruído, temperatura,

umidade e velocidade do ar. As reações provocadas por estes estímulos são tanto

objetivas e mensuráveis, quanto subjetivas e diferenciadas para cada indivíduo em

cada situação da relação com um dado ambiente.

O conforto térmico, definido pela ABNT (NBR 15220-1, 2005, p.6), “... é a

satisfação psicofisiológica de um indivíduo com as condições térmicas do ambiente”.

Para Fanger (1970), o conforto térmico é estabelecido quando ocorre a

neutralidade térmica, ou seja, quando uma pessoa não prefere nem mais calor nem

mais frio, com relação às condições térmicas do ambiente em que se encontra.

Deste modo, alguns parâmetros são considerados na definição das condições

que irão determinar uma situação de conforto térmico entre o homem e o ambiente

construído, como: as diferenças climáticas e culturais; a função a ser desempenhada;


as possibilidades de interferências; a acomodação e a adaptação na busca pelo

equilíbrio térmico.

O estabelecimento do conforto térmico humano está relacionado com

algumas variáveis que devem ser consideradas na avaliação das condições que irão

determinar um equilíbrio entre o corpo e o meio envolvente. Entre essas variáveis

destacam-se as variáveis relacionadas com a atividade desenvolvida, a vestimenta, a

tipologia física dos indivíduos, assim como, as variáveis climáticas envolvendo a

temperatura, a umidade, o movimento do ar, a radiação solar e a radiação

infravermelha. A correlação entre estes fatores irá definir o estabelecimento do

conforto térmico (CORBELLA e YANNAS, 2003).

O equilíbrio térmico pode ser estabelecido em um nível ótimo, quando as

trocas térmicas entre o corpo e o ambiente mantém a temperatura da pele dentro do

intervalo de equilíbrio, quando então o indivíduo sente neutralidade térmica, ou em

conforto térmico com o ambiente. Teoricamente, assume-se que o calor gerado pelo

corpo é igual à perda de calor do mesmo para o ambiente, ou seja, as trocas ocorrem

em estado estacionário ou permanente, estando o corpo em equilíbrio próximo a

condição de neutralidade térmica (AULICIEMS e SZOKOLAY, 2007).

2.2.2 Conforto Térmico e Qualidade do Sono Noturno

O sono tem um papel fundamental na preservação da vida, o ritmo cíclico

entre os estados de vigília e sono é evidenciado na maior parte dos seres vivos do

reino animal. Nos humanos, é imprescindível para manutenção das condições físicas,

psíquicas, cognitivas e pelo equilíbrio das funções bioquímicas, assim como pelo

restabelecimento da energia vital consumida no período de vigília (FERNANDES,

2006; GRITTI, 2008).

Ao contrário do aparente desligamento sensorial, da redução do metabolismo

basal e redução da atividade muscular, enquanto dormimos há um desencadeamento

de atividades neurológicas próprias do período do sono. Caracterizadas por duas

fases distintas, uma definida como fase REM (do inglês rapid eye movement), ou

sono paradoxal, por apresentar baixa mobilidade motora e intensa atividade cerebral,

sendo a fase em que ocorrem os sonhos; e outra, definida como não-REM, em


oposição à primeira. Esta fase é caracterizada pelo sono profundo apresentando

níveis muito baixos de atividade cerebral e metabólica, e é considera como a fase de

maior relaxamento. Ao longo de um período de oito horas de sono estas fases se

intercalam em quatro estágios, correspondendo a estágios de sono cada vez mais

profundos. (GRITTI, 2008)

Quanto ao sistema termorregulador, ocorre uma sincronização entre este

mecanismo e o ciclo vigília e sono, em um período de 24h pode ser detectada uma

variação da temperatura interna corporal de até meio grau, com elevação progressiva

no início do dia e decaimento ao anoitecer, segundo Fernandes (2006, p.166) “... Esta

queda é facilitadora da conciliação do sono...”, ressalta ainda, que a diferença de

meio grau é suficiente para contribuir ou dificultar a ocorrência do sono

(FERNANDES, 2006; GRITTI, 2008).

Com relação às trocas térmicas entre o corpo e o ar ambiente, estas são

alteradas pelo fato do corpo se encontrar na horizontal sobre a cama, em contato com

lençol, colchão, travesseiro, e freqüentemente coberto, o que provoca um aumento

das trocas térmicas por condução e uma redução das trocas por convecção através da

pele, em conseqüência do isolamento proporcionado pelo colchão e da menor área

corporal exposta ao ar ambiente

Estas duas condições, o ritmo do sistema termorregulador e as alterações nas

trocas térmicas, são levantadas como causa provável da preferência a temperaturas

mais baixas durante o descanso noturno. Roriz (2003) aponta ainda o

condicionamento biológico natural dos humanos há ocorrência de temperaturas mais

baixas nas horas noturnas, fazendo com que temperaturas aceitas como confortáveis

durante o dia sejam consideradas desconfortáveis à noite. Devido a estas

circunstâncias, os limites entre conforto e desconforto durante o período do sono

noturno podem ser considerados mais reduzidos (RORIZ, 2003).

Em reportagem1 sobre as dificuldades de se ter um sono tranqüilo em noites

quentes do verão brasileiro, quando as temperaturas máximas noturnas podem chegar

a 34°C, algumas pessoas em situações diferenciadas foram monitoradas2 durante o

1 Exibida pela Rede Globo em 17/01/2010 2 Monitorada pelo Engenheiro Leopoldo Bastos; quartos com temperatura ambiente de 33,8°C


sono, em quarto com condicionador de ar e quarto com uso apenas de ventilador.

Com uma câmera infravermelha foi possível registrar as variações térmicas ocorridas

logo após o início do sono. Na Figura 2. 3 (a) no quarto refrigerado observa-se que,

apesar da cabeça apresentar temperatura mais elevada os braços estão mais frios, e o

ponto tomado sobre o lençol registra 34,3°C. Entretanto, no quarto com ventilador na

Figura 2. 3 (b) a temperatura corporal atingiu 37°C e o ponto tomado sobre o

travesseiro registra 36,2°C (REDE GLOBO, 2010).

(a) (b)

Figura 2. 3 - (a) Quarto Refrigerado, (b) Quarto com Ventilador

Fonte - Rede Globo (2010)

Em outro ambiente com temperatura controlada, reproduziram-se as mesmas

condições dos dormitórios monitorados, uma pessoa saudável foi observada3 durante

o sono, conforme Figura 2. 4.

Figura 2. 4 - Monitoramento do sono em ambiente com desconforto térmico

Fonte – Rede Globo (2010)

3 Realizado pela Dr. Olga Fustes, neurologista.


Os dados da atividade cerebral, respiração, batimentos cardíacos e

movimentos do corpo demonstraram um número excessivo de despertar, agitação e

sono leve. Detectou-se com isso uma redução no tempo dos estágios do sono não-

REM, sendo esta a fase mais restauradora, com visto anteriormente (REDE GLOBO,

2010).

Os fatos apresentados contribuem para a percepção da importância de se

relacionar as condições de conforto térmico em dormitórios e qualidade do sono.

Como defende Givoni (1998), que do ponto de vista fisiológico, considera o conforto

térmico noturno mais importante que o diurno, pois o estresse causado pelo elevado

calor durante o dia pode ser tolerado, porque à noite com um sono reparador o

organismo se recupera, de modo que a fadiga não é acumulada. Por outro lado, se as

noites são desconfortáveis a fadiga é acumulada, podendo causar, em longo prazo,

conseqüências mais graves do que a do desconforto térmico diurno.

2.3 PARÂMETROS DE CONFORTO TÉRMICO

Os estudos das possibilidades de determinação das condições que

proporcionem conforto térmico levaram à proposição de parâmetros, correlacionando

diferentes fatores que envolvem as reações humanas às condições do ambiente, como

o modelo do balanço térmico, as propostas do modelo adaptativo e a abordagem

bioclimática.

2.3.1 O Modelo do Balanço Térmico (PMV-PPD)

Formulado por Fanger (1970), o PMV (Predicted Mean Vote) é um critério

para avaliar o grau de desconforto por frio ou por calor, representado por uma escala

de expressão da sensação térmica do usuário com relação ao ambiente a ser avaliado.

O PMV é expresso por valores numéricos em uma escala com sete níveis, onde o

conforto térmico é definido pelo valor nulo, valores negativos para sensação de frio e

valores positivos para a sensação de calor, conforme apresentada na Figura 2. 5 (a).


(a) (b)

Figura 2. 5 - a) Escala de PMV, b) Relação PMV x PPD

Fonte – Adaptada da ASHRAE (2004)

O índice PMV é obtido por meio de modelo matemático, considerando as

relações entre o metabolismo dos ocupantes e a carga térmica atuante sobre o corpo,

correlacionando fatores individuais e ambientais, como:

a) atividade desempenhada, taxa metabólica dada por Met (W/m2);

b) isolamento térmico da vestimenta em Icl (clo);

c) temperatura do ar em Tint (°C) e temperatura radiante média em TRM (°C);

d) velocidade do ar interno em V(m/s) e umidade relativa do ar em UR (%);

e) pressão parcial de vapor d’água do ar ambiente dado em Pp (kPa).

Posteriormente, foi incorporado o conceito do PPD (Percentual of

Dissatisfied), que objetiva a expressão quantitativa do grau de insatisfação dos

indivíduos com relação a um determinado ambiente térmico. A correlação entre o

PMV e PPD é representada por uma curva, apresentada no gráfico da Figura 2. 5 (b),

onde a condição de neutralidade térmica corresponde a uma taxa de 5% de

insatisfeitos, para um valor do PMV= 0.

O modelo de Fanger é amplamente utilizado por caracterizar de forma

abrangente as condições às quais o indivíduo está submetido, e foi incorporado às

normas internacionais ISO7730 (1994) e a ASHRAE-55 (2004).

2.3.2 O Modelo Adaptativo

A abordagem adaptativa é uma proposta de parâmetro de conforto térmico

para ambientes ventilados naturalmente. Tem por fundamento a capacidade de

aclimatação, adaptação fisiológica humana às condições ambientais, e a capacidade

de reação consciente do individuo em alterar uma situação de desconforto, buscando


situações mais confortáveis, como: abrir ou fechar janelas e portas, acionar

ventiladores ou trocar a vestimenta. (DEAR, BRAGER, 2001)

Roriz (2003) destaca os estudos de Humphreys, em 1978, sobre a hipótese

adaptativa, quando após análise em setenta estudos de campo verificou a correlação

entre as temperaturas do ar interno, declaradas como confortáveis, e as médias das

temperaturas do ar externo. Correlacionado os dados obtidos propôs uma temperatura

média confortável para ambientes ventilados naturalmente, obtida em função da

média da temperatura do ar externo, com uma faixa de tolerância de ± 2°C.

Estudos posteriores ampliaram as bases do modelo adaptativo, como os de

Dear et al. (1997), Nicol e Humphreys (2001) e Nicol (2001).

O modelo adaptativo foi incorporado à ASHRAE-55 com base nos resultados

da pesquisa ASHRAE RP-884, Developing an Adaptive Model of Thermal Comfort

and Preference, desenvolvida por Dear et al. (1997), com objetivo de comprovar o

modelo adaptativo e definir um padrão para a temperatura de conforto em ambientes

ventilados naturalmente.

O modelo adaptativo foi desenvolvido tendo como respaldo as análises de 21

mil dados, compilados a partir de estudos de campo em 160 edifícios, em ambiente

com condicionadores de ar e ambiente com ventilação natural, localizados em quatro

continentes em zonas climáticas variadas. Com base nos resultados obtidos foi

definida uma temperatura confortável para ambientes ventilados naturalmente,

expressa pela temperatura operativa do ambiente (Top), obtida em função da

temperatura efetiva externa (ET 4). Em torno da temperatura operativa confortável

foram definidos limites para 80% e 90% de aceitabilidade.

Conforme Brager e Dear (2001) a proposta original da pesquisa RP-884 foi

reformulada, onde a temperatura operativa de conforto (Top) passou a ser expressa

em função da média mensal da temperatura do ar externo (Te med), com objetivo de

tornar o modelo adaptativo mais acessível aos profissionais, possibilitando

avaliações preliminares para projetos com dados climáticos publicados.

4 ET (Effective temperature) é a temperatura operativa de um ambiente a 50% de umidade relativa do

ar. (ASHRAE, 2009)


O novo modelo adaptativo foi incorporado à ASHRAE-55 (2004), definido

por uma função linear com variação de ± 3,5°C para 80% e de ± 2,5°C para 90% de

ocupantes satisfeitos, representada pelas retas da Figura 2. 6. A norma também

define as condições a serem observadas para aplicação do modelo adaptativo em

ambientes ventilados naturalmente.

Figura 2. 6 – Limites para conforto em ambientes naturalmente ventilados

Fonte – ASHRAE (2004)

2.3.3 Normas Técnicas

Para ambientes condicionados artificialmente normas nacionais e

internacionais definem valores limites para temperatura e umidade relativa do ar e

limites aceitáveis para movimento do ar, de acordo com o tipo de uso dos ambientes.

Norma brasileira tem-se:

a) NBR16401/2-2008: Instalações de Ar-Condicionado – Sistemas centrais e

unitários. Parte 2: Parâmetros de Conforto Térmico.

Normas internacionais, as referências mais utilizadas são:

a) ISO7730-1994: Moderate thermal environments-determination of the

PMV and PPD indices and specification of the conditions for thermal

comfort.

b) ASHRAE55-2004: Thermal environmental conditions for human

occupancy.


2.3.4 Abordagem Bioclimática

A partir do estabelecimento das relações entre as necessidades humanas de

conforto térmico e os fatores climáticos, Olgyay, em 1963, propôs um diagrama

relacionando variáveis de temperatura e umidade do ar externo para delimitar uma

zona de conforto térmico. O diagrama bioclimático original foi traçado para climas

temperados do hemisfério norte (OLGYAY, 1997).

Com base nestes estudos Givoni, em 1969, desenvolveu um diagrama sobre

uma carta psicrométrica convencional, estabelecendo relações entre as condições do

ambiente interno, considerando a temperatura interna esperada para a edificação, e as

condições climáticas externas. Delimitou uma zona de conforto e zonas com

necessidades de estratégias bioclimáticas para o alcance de níveis mais próximos ao

da zona de conforto. Posteriormente, o pesquisador apresentou outras versões mais

aperfeiçoadas de sua proposta inicial (BOGO et al., 1994).

Bogo et al. (1994) realizaram estudos para avaliar a zona de conforto mais

adequada à realidade brasileira. Foram testados os métodos de Olgyay (1963) e

(1968), Givoni (1969), Givoni e Milne (1979), Gonzalez (1986), Givoni (1992),

Zonas de Conforto da ASHRAE, Szokolay (1987), e o de Watson e Labs (1983).

Analisando os resultados obtidos, concluíram que o diagrama de Givoni apresentado

em 1992, é o mais adequado para as condições climáticas brasileiras.

Os resultados destes estudos foram utilizados na adequação da carta de

Givoni para a composição do Zoneamento Bioclimático brasileiro, definido na norma

NBR 15220-3 (ABNT, 2005).

2.3.4.1 Carta Bioclimática de Givoni (1992)

Após novas pesquisas, especialmente quanto à aclimatação das pessoas aos

diferentes perfis climáticos, Givoni propôs um diagrama para climas temperados

(países desenvolvidos) e outro para climas quentes (países em desenvolvimento).

Na proposta para climas quentes, para definição da zona de conforto térmico

foi considerado que em climas quentes e em ambientes ventilados naturalmente, as

variações térmicas internas estão mais próximas às flutuações térmicas externas.


Nesta situação as pessoas tendem a uma maior aceitabilidade às variações de

temperatura e velocidade do ar, tendo-se uma faixa de conforto mais flexível.

A carta bioclimática para climas quentes apresenta uma zona de conforto e

sete zonas com necessidades de estratégias bioclimáticas, definidas como passivas, e

duas zonas com necessidades de estratégias ativas, para o alcance de níveis iguais ou

mais próximos ao da zona de conforto, representada na Figura 2. 7 (BOGO et al.,

1994; LAMBERTS,1997).

Zonas

1 Conforto

2 Ventilação

3 Resfriamento Evaporativo

4 Inércia para Resfriamento

5 Resfriamento Artificial

6 Umidificação

7 Inércia para Aquecimento

8 Aquecimento Solar Passivo

9 Aquecimento Artificial

Figura 2. 7 - Carta Bioclimática de Givoni (1992)

Fonte – Adaptada do Analysis Bio

Os limites da zona de conforto para países com clima quente, a variação da

temperatura do ar seria de 18°C a 29°C, com umidade relativa máxima de 80%,

considerando a velocidade máxima do ar interno de 1,5m/s até 2,0m/s, em ambientes

residenciais com ventilação cruzada.

Em clima quente úmido, para a zona de ventilação os limites seriam de 20°C

a 32°C, indicada quando a umidade for maior que 80% e a temperatura do ar acima

de 29,7°C. O limite da eficiência desta estratégia tanto para as horas diurnas como

noturnas é a velocidade do ar interno e a temperatura do ar externo, indicada para

velocidade máxima de 2,0m/s com temperatura máxima de 32°C. (GIVONI, 1998).

Em clima quente seco, com temperatura do ar externo entre 30°C a 36°C e a

temperatura noturna em torno de 20°C, a ventilação diurna deverá ser mantida ao

mínimo possível, sendo mais eficiente o uso da ventilação noturna. Em períodos em

que a temperatura do ar externo ultrapassa os 36°C, a ventilação noturna não será

suficiente para promover conforto térmico (GIVONI, 1998).


O resfriamento evaporativo será mais eficiente para temperatura de bulbo

úmido menor que 24°C e a temperatura de bulbo seco máxima de 40°C, com

umidade absoluta de 17g/kg. Quanto à umidificação é indicada para temperaturas do

ar entre 20°C a 30°C, com umidade relativa abaixo de 30% (LAMBERTS,1997).

A massa térmica é indicada para condições extremas, tanto em clima quente

úmido quanto em clima quente e seco, com maior eficiência para umidade relativa

máxima de 60%. Quanto ao período noturno será mais eficiente para temperaturas

mais baixas, noites mais frias (GIVONI, 1998).

Observa-se que, todas as estratégias destacadas são possíveis de serem

utilizadas para o condicionamento passivo em dormitórios no período noturno.

Para cada localidade de projeto deverá ser plotada uma carta bioclimática,

analisada criteriosamente, pois algumas estratégias indicadas podem necessitar de

soluções complementares para contornar as diversificações dos fatores climáticos do

local. Peña (2008) destaca ainda a necessidade de verificação da disponibilidade de

fatores como ventilação e insolação adequadas no local do projeto, para otimização

das estratégias indicadas na carta bioclimática.

2.4 DESEMPENHO TÉRMICO DE EDIFICAÇÕES

O desempenho térmico é definido por Akutsu et al. (1991) como resultado

das interações estabelecidas entre a edificação e as condições de exposição à qual

está submetida, sendo estas definidas como as condições de exposição ao clima,

quanto à implantação, a forma, os materiais, a ocupação e uso da edificação.

Para Mascaró (1985) o desempenho térmico dependerá da correta resolução

encontrada para o equilíbrio entre os fatores dinâmicos do clima como temperatura e

vento, os fatores estáticos como altitude e latitude, conjugados à carga térmica

exercida sobre o indivíduo e as adequadas soluções arquitetônicas.

Em acordo com estes conceitos a obtenção do devido desempenho térmico de

uma edificação, buscando proporcionar conforto a seus usuários com baixo consumo

de energia, envolve um complexo número de variáveis a serem consideradas nas

decisões projetuais, como as questões relativas à implantação, a forma, ao sistema


construtivo, considerando o comportamento térmico de materiais e componentes da

edificação.

2.4.1 Comportamento Térmico dos Fechamentos

O ganho de calor pela radiação solar em uma edificação é definido pela

intensidade da radiação incidente e pelas características térmicas dos materiais e

componentes da edificação. Os fluxos térmicos nas superfícies externas dos

fechamentos opacos são estabelecidos pelo ganho de calor do meio por convecção e

pela incidência solar, provocando um aumento da temperatura da superfície do

fechamento, que é resultante da resistência superficial externa (Rse) em função da

velocidade do vento. A radiação solar incidente terá uma parcela refletida e outra

absorvida, dependendo do valor da refletividade do material (ρ), definida pelo brilho

da superfície, e de sua absortividade (α), influenciada pela cor da superfície. Com o

incremento da temperatura das superfícies externas, haverá uma diferença de

temperatura entre as superfícies internas e externas, provocando um fluxo térmico

por condução. A intensidade destes fluxos dependerá da resistência dos materiais e

da diferença de temperatura dos meios externo e interno (LAMBERTS et al., 2007;

FROTA e SCHIFFER, 2001).

A resposta térmica da edificação também será influenciada pelas oscilações

da temperatura externa, característica de cada perfil climático. As variações térmicas

externas produzem correspondentes oscilações na temperatura interna, de dois ciclos

distintos, um pela amortização resultando em oscilações com menores amplitudes, e

outro pelo retardo em relação ao ciclo externo. O primeiro efeito depende da

transmitância térmica (U), quanto menor for o valor de “U”, maior a resistência ao

fluxo térmico. O segundo efeito está associado à capacidade calorífica do

componente, quanto maior a capacidade térmica (CT), menor oscilação e maior

retardo térmico (OLGYAY, 1997).

A presença simultânea destes efeitos define a inércia térmica, a qual é

determinada pela “capacidade acumulativa” de um componente. Sendo esta uma das

principais características dos sistemas construtivos com elevada influência no

desempenho térmico global da edificação, pelos efeitos sobre os fluxos térmicos do

meio exterior para o ambiente interno.


Quanto aos fatores relativos à edificação, as cargas térmicas internas tanto

para aquecimento como para resfriamento são definidas pelas características térmicas

dos componentes construtivos, assim como, pelas fontes de calor interno, presença

humana e de equipamentos. Brown (2007) argumenta que em edificações com baixos

níveis de calor interno, as cargas térmicas para aquecimento ou resfriamento

dependem mais dos fatores climáticos, sendo este o caso de unidades residenciais.

Deste modo, observa-se que algumas das propriedades termofísicas de

materiais e componentes construtivos contribuem para caracterizar o desempenho

térmico da edificação, tais como: Resistência térmica (R), Transmitância térmica (U)

e a Capacidade térmica (CT), conforme definições e cálculo apresentados na norma

NBR 15220-2 (ABNT, 2005).

2.4.2 Comportamento Térmico Noturno

As características dos fluxos térmicos internos e externos diferenciam-se nos

períodos diurno e noturno, pelas alterações dos fatores climáticos provocadas pela

ausência da radiação solar, como o decaimento da temperatura do ar, as variações na

taxa de umidade e as alterações na freqüência, direção e velocidade dos ventos. Desta

forma, o comportamento da dinâmica dos fluxos térmicos na envoltória da edificação

responderá de forma análoga às inversões destes fatores durante a noite.

No período noturno, notadamente em clima tropical, com a redução da

temperatura externa os fluxos térmicos na envoltória passam a ser no sentido inverso,

ou seja, as superfícies externas perdem calor por convecção para o meio externo,

incrementando as emissões radiantes de ondas longas (ROMERO, 1998), ocorrência

esta que contribui de forma significativa para o resfriamento dos componentes

externos da estrutura edificada. Entretanto, quanto ao comportamento da temperatura

interna, esta será resultante da capacidade térmica da envoltória, ou seja, dos níveis

de inércia térmica dos componentes construtivos associados às cargas térmicas

internas, as trocas convectivas, dentre outras.

Para climas quentes, Givoni (1998) ressalta a existência de certos conflitos

entre as estratégias para promoção do devido conforto térmico diurno e a necessidade

de conforto térmico no período noturno. Apontando como exemplo o emprego de


alta inércia térmica em uma edificação, que no período diurno poderá manter as

temperaturas internas bem abaixo da temperatura externa, contudo, à noite o efeito

da inércia tenderá a manter o ambiente mais aquecido do que o desejado, como, por

exemplo, em períodos com baixa amplitude térmica. Nestes casos, aponta o uso do

resfriamento convectivo noturno como forma de obtenção de conforto térmico,

alcançado com a promoção da ventilação dos ambientes internos no período noturno,

mantendo a ventilação diurna ao mínimo possível. Além disso, o resfriamento

interno da edificação durante a noite também contribui de forma expressiva para

manter as temperaturas internas diurnas mais baixas que as externas.

Em situação oposta, com alta amplitude térmica, para a manutenção do

conforto térmico em noites frias pode ser mais conveniente um resfriamento mais

lento da envoltória, conforme argumenta Romero (1988, p.89), indicando alguns

elementos construtivos como forma de retardar o resfriamento, “... pode-se, portanto,

introduzir elementos na edificação, tais como varandas, alpendres para que a

construção, no seu conjunto, crie, à noite, barreiras contra o esfriamento rápido...”.

Entretanto, Romero (1988, p.89) também adverte quanto à possibilidade de alguns

conflitos entre necessidades opostas “... Estes elementos, por outro lado, não devem

impedir a penetração solar no período com noites frias (inverno), mas, por outro,

devem impedir a penetração dos raios solares nos períodos quentes (verão)...”

(ROMERO, 1988).

A conciliação do equilíbrio térmico com controles passivos, entre duas

situações adversas como o dia e a noite, pode ser alcançada com avaliação criteriosa

do comportamento dos fatores climáticos nos dois períodos, análise das

possibilidades de obtenção de conforto térmico em cada período, e a avaliação dos

possíveis conflitos entre as necessidades opostas, o que irá possibilitar a formulação

de projetos visando o máximo de conforto possível com o menor consumo de energia

alcançado (GIVONI, 1998).

Givoni (1998) pondera que, mesmo em situações onde as condições de

ventilação no período noturno não sejam suficientes para a obtenção do nível

desejado de conforto térmico, deve-se considerar o resfriamento convectivo noturno


como forma de redução da carga térmica de condicionamento, e, ainda, a possível

redução no tempo de uso de refrigeração dos ambientes durante a noite.

2.4.3 Avaliação de Desempenho Térmico

Na construção civil, o conceito de desempenho está associado à atuação ou

comportamento de algum sistema. Neste sentido, “avaliar o desempenho” implica

necessariamente em se ter parâmetros definidos para mensurar o desempenho em

relação a um pressuposto resultado, (BORGES, 2008). Assim, na avaliação do

desempenho térmico global de uma edificação independente do método utilizado, o

parâmetro para a mensuração do desempenho será o nível de conforto térmico,

definido como desejável para a edificação a ser avaliada. Como definido por Akutsu

(1993), na avaliação de desempenho térmico de edificações ventiladas naturalmente,

verificam-se as condições térmicas do ambiente interno tendo-se como referência a

condição de conforto requerido, como também, o nível das exigências impostas pelas

condições climáticas.

Para ambientes condicionados artificialmente, na avaliação do desempenho

térmico deverá ser verificada a demanda da carga térmica requerida para manutenção

das condições de conforto térmico dos ocupantes. Desta maneira a avaliação

qualitativa do desempenho térmico da edificação relaciona-se diretamente com a

avaliação quantitativa da demanda da carga térmica de condicionamento, ou seja,

conforme Akutsu (1993, p.158) “... quanto menor a carga térmica de

condicionamento, melhor o desempenho térmico da edificação.”.

Quanto aos métodos de avaliação, no Brasil diversos grupos de pesquisas têm

desenvolvido estudos para o aprimoramento de métodos de avaliação de desempenho

térmico mais adequados às características climáticas brasileiras.

Barbosa (1997) destaca os primeiros trabalhos do IPT5 na formulação de

métodos para avaliar o desempenho térmico de edificações, como a proposta inicial

de 1981, Conforto: Avaliação de Desempenho de Habitações Térreas Unifamiliares;

e o trabalho apresentado em 1987, Desempenho Térmico de Edificações Escolares:

Manual de Procedimento para Avaliação.

5 Instituto de Pesquisas Tecnológicas do Estado de São Paulo


A partir destes trabalhos outros estudos foram desenvolvidos com foco em

unidades residenciais. Como os trabalhos publicados posteriormente por Akutsu e

Vittorino (1991, 1993, 1993a, 1995), nos quais apresentam propostas para

sistematização de processo de avaliação, definido inicialmente pelas etapas

necessárias para a composição dos dados envolvidos, composto por cinco etapas,

sendo:

a) caracterização das exigências humanas;

b) caracterização das condições típicas de exposição;

c) caracterização da edificação;

d) caracterização do desempenho térmico;

e) avaliação do desempenho térmico da edificação.

Para a última etapa são propostos os critérios para classificação do

desempenho, quanto às condições de conforto térmico, com base nas recomendações

da ISO 7730-1994.

Para avaliação por prescrição apresentam o método expedito, composto

basicamente por fixação de parâmetros para paredes e cobertura, caracterizadas pela

resistência térmica, indicadas para cada classificação e zona climática.

Entre as pesquisas do ANTAC6, destacam-se os estudos no desenvolvimento

de parâmetros com foco no desempenho térmico mínimo para habitações de interesse

social.

Barbosa (1997) em sua tese propõe um método para avaliar e especificar o

desempenho térmico de unidades residenciais. O método é composto por avaliação

por desempenho, podendo também ser utilizado para avaliação por prescrição, sendo

aplicável a qualquer sistema construtivo. Para as avaliações por desempenho ou por

prescrição, tem-se como parâmetro a zona de conforto térmico proposta por Givoni

em 1992, com limites para as temperaturas internas de 18° a 29°C, sendo o critério

de avaliação definido pelo número de horas anuais que apresentem temperaturas fora

destes limites, considerando o nível mínimo de desempenho aceitável para um total

6 Grupo de Conforto Ambiental da Associação Nacional de Tecnologia do Ambiente Construído


de horas desconfortáveis menores ou iguais a 1000 horas anuais. A avaliação poderá

ser realizada por simulação ou por medição in loco.

2.4.4 Normas Técnicas

A Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT), coordenada pelo

Comitê Brasileiro de Construção Civil, publicou em 2005, a norma NBR 15220,

primeira norma brasileira específica para avaliação de desempenho térmico de

edificações residenciais, com foco em habitações de interesse social.

Em 2008, foi publicada a norma NBR 15575 dirigida a unidades

habitacionais com até cinco pavimentos, com foco na melhoria do desempenho

global, visando o aumento de qualidade das edificações brasileiras.

Quanto aos métodos de avaliação, de modo geral as propostas das normas

fundamentam-se no método prescritivo, baseado no cumprimento de limites para as

características termofísicas de materias e componentes construtivos, reunindo um

conjunto de requisitos e critérios para adequação da edificação ao clima local.

Somente a NBR 15575 define outros métodos de avaliação, sendo estes, por medição

e simulação.

28 Capítulo III – Área de Estudo

3. ÁREA DE ESTUDO

3.1 CONTEXO CLIMÁTICO DE CUIABÁ

O município de Cuiabá situa-se no Centro-Oeste brasileiro, ao centro sul do

Estado de Mato Grosso, com coordenadas geográficas de 15°35’46” latitude Sul, e

56°05’48” de longitude Oeste, conforme Figura 3. 1. Encontra-se localizado sobre o

relevo da Baixada do Rio Paraguai e calha do Rio Cuiabá, baixada da porção centro

ocidental caracterizada como Depressão Cuiabana, com altitude média inferior a

200m. Ocupa uma área de 3.538,17 km², à margem esquerda do rio Cuiabá, com

limites definidos pelos municípios de Rosário Oeste ao Norte, Santo Antônio do

Leverger ao Sul, Campo Verde a Leste, Várzea Grande a Sudoeste, e Chapada dos

Guimarães a Noroeste, (IBGE, 2010; MIRANDA, 2001).

Figura 3. 1 - O Estado de Mato Grosso, o Município de Cuiabá

Fonte – Adaptado de IBGE (2010)


A capital mato-grossense com seus 290 anos possui uma população, estimada

pelo IBGE7 em 2009, de 550.562 habitantes, porém, com a conurbação urbana com o

município de Várzea Grande ultrapassa os 780 mil habitantes. O crescimento

populacional ocorreu principalmente por correntes migratórias entre as décadas de

1960, 1970 e de 1980, provocando aceleradas e sucessivas alterações em sua malha

urbana, conforme IPDU8 (2007).

O perfil climático da região de Mato Grosso é decorrente de suas

características geográficas, continentalidade, latitude e relevo; conjugado aos fatores

dinâmicos das circulações atmosféricas como a Frente Polar Atlântica no inverno e

massa Equatorial Continental a Noroeste na primavera e verão.

As variações de altitude e o aumento da latitude estão associados às menores

temperaturas nas áreas com maior altitude, e a ocorrência de temperaturas mais

elevadas nas áreas de baixada, como a Baixada do Pantanal e a Depressão Cuiabana.

Conforme proposta do Zoneamento Socioeconômico-ecológico de Mato

Grosso, a classificação climática do Estado é dividida em duas unidades principais:

Unidade I - Equatorial Continental com estação seca definida (3 a 5 meses); e

Unidade II - Tropical Continental Alternadamente Úmido e Seco (6 meses de

período seco). Em conseqüência das circulações atmosféricas cada unidade é

composta por climas do tipo: Unidade I, com clima Equatorial Continental e Tropical

Continental, dividida em três subáreas; Unidade II, com clima Equatorial

Continental, Tropical Continental, e Extra Tropical, dividida em cinco subáreas.

Pelas características de temperatura e pluviosidade Cuiabá encontra-se na

Unidade II e subárea II-A, onde o clima pode ser classificado como Tropical

Megatérmico Sub-Úmido, apresentando temperaturas médias anuais entre 25°C e

26°C, com máximas, frequentemente, acima de 35°C. Quanto aos índices

pluviométricos a estação seca pode variar de abril-maio até setembro-outubro, com a

estação chuvosa variando de outubro-novembro até março-abril. (MORENO et al.

2005)

7 Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística 8 Instituto de Planejamento e Desenvolvimento Urbano – Prefeitura Municipal de Cuiabá


Analisando dados climatológicos observados em Cuiabá, apresentados na

Tabela 3. 1, observa-se que as temperaturas são relativamente estáveis, quanto às

variações durante o ano, com as médias máximas variando entre 33,3°C a 34,1°C, e

as médias mínimas entre 16,7°C a 23,5°C.

Tabela 3. 1 - Variáveis climatológicas observadas em Cuiabá/MT (1970-2002)

Período Meses T ºC Média

Máxima

T ºC Média

Mínima

T ºC

Média

UR%

Média

Precipitação

Média mm

Quente

Úmido

Nov 33,3 23,2 27,2 76 183,2

Dez 32,7 23,5 26,9 80 200,9

Jan 32,7 23,4 26,8 81 215,4

Fev 32,6 23,1 26,4 83 218,4

Mar 32,3 23,4 26,6 82 221,8

Abr 32,8 22,6 26,2 81 134,8

Ameno

Mai 31,6 20,2 24,6 79 57,4

Jun 30,9 18,0 23,2 76 24,1

Jul 31,8 16,7 23,0 69 10,7

Quente

Seco

Ago 33,8 18,5 24,9 64 18,5

Set 34,0 21,3 26,3 67 67,0

Out 34,1 23,0 27,6 70 117,2

Fonte – Adaptada de Maitelli et al. (2004) 9

Quanto às variações da temperatura observa-se que as maiores médias

ocorrem nos meses de agosto, setembro e outubro, e que mesmo nos meses mais

amenos, maio, junho e julho, as máximas apresentam-se acima de 30°C. Contudo,

neste período podem ocorrer as “friagens”, devido à entrada dos ventos frios da

massa polar, provocando queda abrupta na temperatura com curta duração e

irregularidade de ocorrência.

O índice pluviométrico anual apresenta-se em torno de 1400 mm a 1500 mm,

com forte concentração no primeiro trimestre do ano, tendo-se no mês de março

221,8 mm, e redução acentuada nos meses mais secos, chegando ao extremo no mês

de julho. Quanto à umidade relativa média do ar pode chegar acima dos 80% nos

meses com maiores índices de chuvas e em agosto, período seco, pode atingir níveis

críticos, abaixo dos 20%.

Com relação ao regime dos ventos, em conseqüência das baixas altitudes da

área urbana e pela barreira imposta pelos chapadões em seu entorno, a ventilação é

conseqüentemente reduzida com ventos fracos de 1m/s na maior parte do ano. A

velocidade dos ventos freqüentemente baixa pela manhã, com intensidade maior à

tarde e bastante reduzida à noite, ventos estes com direção predominante de Noroeste

9 Dados do 9º Distrito de Meteorologia: Lab. de Climatologia – Dep. de Geografia/UFMT


a Norte, e ventos ao Sul no período do inverno, quando ocorrem as frentes frias,

conforme Campelo Jr. et al. (1991)

A cidade de Cuiabá, em virtude do rigor climático imposto pelas condições

naturais e as possíveis alterações climáticas em conseqüência do processo de

urbanização, tem sido alvo de estudos, como os de Maitelli et al. (2004) e Campos

Neto (2007), nos quais se avaliam a formação de ilhas de calor sobre a área urbana.

Deve-se também citar os estudos de Duarte (2000) que relaciona os padrões de uso e

ocupação do solo e a influência sobre as variações dos microclimas urbanos.

3.1.1 Estratégias de Adequação ao Clima

O Estado de Mato Grosso, pelo Zoneamento Bioclimático brasileiro abrange

cinco zonas bioclimáticas distintas, representadas na Figura 3. 2, e o município de

Cuiabá encontra-se inserido na zona sete (Z7), conforme a norma NBR 15220-3

(ABNT, 2005).

Figura 3. 2 - Zoneamento Bioclimático Brasileiro

Fonte – Adaptada da NBR 15225 -3 (ABNT, 2005)

As estratégias definidas para Cuiabá, segundo a classificação apresentada

pela norma NBR 15220-3 (ABNT, 2005), são as de código FHIJK, sendo estas

indicadas para:

(F) Estratégia de desumidificação, para redução da umidade, por meio da

renovação do ar interno, com a promoção da ventilação dos ambientes.


(H-I) Estratégia de resfriamento evaporativo e massa térmica para

resfriamento, alta inércia para redução das temperaturas internas.

(I-J) Estratégias de ventilação, para redução das temperaturas, com ventilação

seletiva, nos período em que a temperatura interna seja superior a externa.

(K) Estratégia de refrigeração artificial, o uso de resfriamento artificial será

necessário para amenizar a eventual sensação de desconforto térmico por

calor.

3.1.2 Dados Climáticos

No Brasil, a coleta sistematizada de dados climáticos tem evoluído,

notadamente nas regiões sul e sudeste, porém, em outras regiões ainda são escassos.

Os dados com maior acesso são as Normais Climatológicas e dados coletados

principalmente em aeroportos e estações agrometeorológicas, ou seja, dados

climáticos não tratados adequadamente para aplicação em projetos de edificações

(GOULART, 1998).

Conforme a ASHRAE (2009), existem dois tipos de tratamento de ano

climático, utilizadas mundialmente, desenvolvidas para cálculos de energia nos

Estados Unidos: o Test Reference Year (TRY), ou ano climático de referência,

elaborado pelo National Climatic Center e o Typical Meteorological Year (TMY), ou

ano climático típico, elaborado pelo Sandia Laboratories.

Quanto à metodologia de tratamento, o TRY é representativo de um ano real

sem extremos de temperatura, enquanto o TMY é uma seleção dos meses sem

extremos de temperatura para composição de um ano representativo. Ambos os

métodos são originados do tratamento de dados horários de uma série consecutiva de

dados anuais, de 10 a 20 anos (CARLO, et al. 2005).

Estas tipologias apresentam formatos padronizados, tanto na disposição

quanto na característica dos dados que compõem o arquivo. As formas de

apresentação dos dados podem apresentar variações, dependendo da forma de

utilização dos mesmos. Para o uso em programas computacionais, frequentemente,


os arquivos climáticos são convertidos em formatos específicos como os formatos

EPW do EnergyPlus, e o WEA do Ecotect, dentre outros.

Outro tipo de formatação pode também ser utilizado por alguns programas.

Cita-se, a título de exemplo, a conversão dos arquivos climáticos em arquivos de

texto com extensão *.try ou extensão *.csv. Desta forma, podem ser visualizados e

editados com maior facilidade, em programas de texto ou em planilhas eletrônicas.

Para Cuiabá, os dados climáticos disponibilizados são as normais

climatológicas publicadas pelo INMET10

, e o arquivo climático distribuído pelo

projeto Solar and Wind Energy Resource Assessment (SWERA), que disponibiliza

arquivos climáticos TMY para vinte cidades brasileiras, incluindo Cuiabá. Os

registros encontram-se consolidados no arquivo BrazilTMY_br_144.zip. Quanto ao

arquivo TMY para Cuiabá, verificou-se que os dados são da estação meteorológica

do Aeroporto Marechal Rondon, obtido a partir da compilação de uma série de dados

horários de 1973 a 2002. Estes dados são também distribuídos pelo Departamento de

Energia dos Estados Unidos (DOE, 2009), devidamente tratados e convertido para o

formato EPW.

10 Instituto Nacional de Meteorologia

http://swera.unep.net/swera/index.php?id=45&L=0

http://www.labeee.ufsc.br/arquivos/arquivos_climaticos/brazilTMY_br_144.zip


3.2 ESTUDO DE CASO

3.2.1 Bairro Morada do Ouro

A área onde se insere o objeto de estudo é o bairro Morada do Ouro, situado

na região Norte da área urbana com 231,0 ha. Parte de sua área encontra-se

circundada pelo parque Massairo Okamura e a Área de Preservação Permanente

(APP) do córrego do Barbado, conforme apresentado na Figura 3. 3.

Figura 3. 3 – Localização do Bairro Morado do Ouro

Sua origem está associada à implantação do Centro Político Administrativo

(CPA), projeto de descentralização da ocupação urbana iniciado na década de 1970,

quando então foram previstas novas áreas de expansão destinadas a moradias. Dando

origem à implantação de vários conjuntos habitacionais, como os CPA I, II, III, e IV,

que hoje integram a região Morada da Serra. O Conjunto Habitacional Morada do


Ouro foi dirigido exclusivamente a funcionários públicos, localizado em frente à área

do novo centro administrativo (VASCONCELOS, 2008).

Conforme levantamento de 2007 realizado pelo IPDU (2007a), o atual bairro

Morada do Ouro possui uma população de 4.931 habitantes, ocupando 1.315

domicílios, dos quais 1067, ou seja, 81,14 % dos domicílios são ocupados por seus

proprietários.

Quanto à tipologia construtiva, segundo informações, obtidas de forma

verbal, junto aos moradores mais antigos e observações efetuadas in loco, o padrão

construtivo original constituía de unidades térreas de dois e três quartos com áreas

entre 45,0 a 55,0 m2, aproximadamente, implantadas de forma centralizada em lotes

com 360,0 m2, assim, possibilitando futuras ampliações das unidades. Quanto aos

materiais empregados, todas as unidades foram construídas com fechamento em

alvenaria convencional, laje mista, telhado com estrutura em madeira e telhas em

fibrocimento, ressalta-se que, atualmente, as coberturas com telhas cerâmica são

predominantes, porém, algumas das residências mantêm as telhas em fibrocimento.

3.2.2 Definição das Edificações

Na definição das edificações para o estudo de caso, alguns fatores foram

observados, sobretudo, quanto ao uso de condicionadores de ar em dormitórios e o

conseqüente consumo de energia elétrica.

Os moradores das duas residências definiram o uso dos condicionadores de ar

nos dormitórios com uma necessidade, em conseqüência das condições da edificação

ou impostas pelas condições do clima da cidade, como também afirmaram terem

buscado alternativas para redução do consumo de energia elétrica, com a substituição

dos aparelhos mais antigos por aparelhos mais eficientes, com selo Procel.

Outros fatores também contribuíram na escolha das edificações para o estudo

de caso, como o padrão construtivo ser representativo do padrão mais empregado na

região, e ainda, pelo conhecimento prévio dos proprietários, fato que possibilitou a

total colaboração dos mesmos para a realização dos levantamentos e do

monitoramento das edificações, mesmo na ausência destes.


Quanto à localização das edificações, as mesmas encontram-se em setores

distintos do bairro, apesar de estarem relativamente próximas, como pode ser

observada na Figura 3. 4, uma no setor Oeste e outra o setor Centro Sul, que nesta

pesquisa são denominadas de CASA-M e CASA-T.

(a) (b)

Figura 3. 4 - Localização das Residências (a) CASA-M, (b) CASA-T

Fonte – Arquivo Próprio

37 Capítulo IV – Materiais e Métodos

4. MATERIAIS E MÉTODOS

4.1 AS EDIFICAÇÕES

4.1.1 Características Construtivas: CASA-T

A residência encontra-se ocupada por duas pessoas, passou por várias

reformas e ampliações, conforme apresentado na Figura 4. 1, ficando com um total

de 222,0 m2 de área construída, sendo:

- Ambientes internos: 109,20 m2

- Varanda e garagem: 53,32 m

2

- Anexos: 59,48 m

2

2,91,971,371,372,5

7,1

92

,44

3,6

83

,36

3,42

COZINHA / COPA24.58 m2

1,2

21

,22

SALA TV20.0 m2

SALETA12.52 m2

QUARTO10.67 m2

QUARTO13.74 m2

ESCRITÓRIO5.27 m2

CIRC.3.89 m2

BAN.3.67 m2

BAN.3.67 m2

NV

GARAGEM

ANEXOS

2,4

4

14,58

VARANDA

Figura 4. 1 - CASA-T: Planta baixa e corte esquemático longitudinal

Fonte - Produção da autora


Com relação à orientação, encontra-se implantada com o eixo longitudinal no

sentido Leste Oeste, tendo a fachada frontal voltada para Oeste, sem proteção, exceto

por alguns arbustos plantados em canteiros, portanto, ficando prejudicada pela

insolação no período vespertino. Na fachada posterior, voltada para o Leste, a

insolação é parcial, com incidência solar apenas no período matutino, e conta ainda

com proteção parcial da vegetação existente.

A edificação está afastada dos limites laterais do lote, o que beneficia a

ventilação natural, tendo a lateral Sul protegida pela garagem e a lateral Norte

recebendo insolação durante algumas horas do dia ao longo do ano, pois a edificação

vizinha bloqueia parcialmente os raios solares.

As áreas ampliadas seguiram o mesmo padrão construtivo original, alvenaria

de bloco cerâmico com estrutura de concreto armado e laje mista. Porém, toda área

do telhado foi alterada com o uso de telhas cerâmicas tipo plan, o beiral e a altura da

cumeeira foram ampliados, tendo caimento em duas águas na área central e em uma

água nos anexos, nos fundos do lote, conforme Figura 4. 2.

INCL. 35%

INC

L.

35%

INC

L. 3

5%

INC

L. 3

5%

NV

Figura 4. 2 - CASA-T: Planta de cobertura


Quanto aos materiais construtivos, foram levantados dados e características

dos materiais e dos componentes da edificação, detalhados na Tabela 4. 1.


Tabela 4. 1 - CASA-T: Componentes e materiais

COMPONENTE COR MATERIAL ESP(m)

Paredes externas Gelo Tijolo cerâmico 8 furos, 9 cm+ reboco interno e externo de 2,5 cm

0,14

Paredes Internas Bege Tijolo cerâmico 8 furos, 9 cm + reboco interno e externo de 2,5 cm

0,14

Pisos Internos Branco Contrapiso de 10 cm + revestimento cerâmico de 0,05 0,105

Pisos Externos Branco Contrapiso de 10 cm + revestimento cerâmico de 0,05 0,105

Cobertura Escura Telha cerâmica tipo plan. 0,01

Forro Branco Laje mista de 9,5 cm + reboco interno de 2,5 cm 0,12

Portas internas Madeira Madeira laminada com verniz 0,035

Portas externas Cinza Metálica com vidro de 3 mm e pintura esmalte 0,03

Janelas Cinza Metálica com vidro de 3 mm + veneziana externa 0,03

Janelas Cinza Metálica com vidro de 3 mm 0,03

4.1.2 Características Construtivas: CASA-M

A residência encontra-se ocupada por duas pessoas e uma criança pequena,

teve como origem uma tipologia de dois quartos, após reforma e ampliação,

conforme apresentado nas Figura 4. 3 e Figura 4. 4 a área construída totaliza 160,96

m2, sendo:

- Ambientes internos: 66,27 m2

- Varandas, lateral e frontal: 57,77 m2

- Depósito, banheiro e lavanderia: 36,92 m2

BANHEIRO5.15 m2

QUARTO14.35 m2

COPA / COZINHA14.26 m2

SALA10.55 m2

QUARTO8.50 m2

BAN.2.95 m2

VARANDA

VARANDA

ÁREA

PERMEÁVEL

ÁREA

GRAMADA

3,110,47

6,3

32,2

6

3,5

1

11,41

3,2

35

ÁREA

PERMEÁVELNV

Figura 4. 3 - CASA-M: Planta baixa



Figura 4. 4- CASA-M: Corte esquemático transversal


A edificação encontra-se implantada com o eixo longitudinal no sentido

Nordeste Sudoeste, com a fachada principal orientada a Sudoeste, estando protegida

pela varanda frontal com 3,10 m de profundidade, assim como pela varanda lateral

que bloqueia a insolação na face lateral Sudeste. Na fachada posterior, com

orientação a Nordeste, a incidência da radiação solar é apenas no período matutino,

sendo está amenizada por uma mangueira, localizada no quintal. A face mais

prejudicada é a lateral Noroeste, com um afastamento de 3,30 m do limite do lote,

encontra-se mais exposta a insolação no período da tarde.

Com relação à tipologia construtiva, as áreas ampliadas seguiram o mesmo

padrão original, alvenaria de bloco cerâmico com estrutura de concreto armado e laje

mista. Porém a cobertura não foi alterada mantendo as telhas em fibrocimento no

corpo principal da casa e na varanda lateral. Na varanda frontal e nos fundos o

telhado é em madeira aparente com telhas cerâmicas, conforme Figura 4. 5.

INCL. 30%

beiral - 30 cm

beir

al -

50 c

m

INC

L.

35%

INCL. 30%

INCL. 35%

beiral - 50 cm

NV

Figura 4. 5- CASA-M: Planta de Cobertura


Quanto aos materiais e componentes construtivos levantados in loco,

encontram-se detalhados na Tabela 4. 2.


Tabela 4. 2 - CASA-M: Componentes e materiais

COMPONENTE COR MATERIAL ESP(m)

Paredes externas Verde

Claro

Tijolo cerâmico 8 furos de 9 cm + reboco interno e externo de 2,5 cm

0,14

Paredes Internas Branco Tijolo cerâmico 8 furos de 9 cm + reboco interno e externo de 2,5 cm

0,14

Pisos Internos Beje Contrapiso de 10 cm + revestimento cerâmico de 0,05 0,105

Pisos Externos Ardósia Contrapiso de 10 cm + revestimento cerâmico de 0,05 0,105

Cobertura Escura Telha fibrocimento 0,07

Forro Branco Laje mista de 9,5 cm + reboco interno de 2,5 cm 0,12

Portas internas Madeira Madeira laminada com verniz 0,035

Portas externas Cinza Metálica com vidro de 3 mm e pintura esmalte 0,03

Janelas Cinza Metálica com vidro de 3 mm + veneziana externa 0,03

Janelas Cinza Metálica com vidro de 3 mm 0,03

4.1.3 Os Dormitórios

Em conformidade com o objetivo do estudo, foi selecionado um dormitório de

cada residência. Após os levantamentos preliminares foram definidos os dormitórios,

pelo uso contínuo dos mesmos e pela freqüência de uso dos condicionadores de ar.

Na CASA-T o dormitório selecionado é ocupado por duas pessoas, possui área total

de 13,74 m2. Encontra-se equipado com condicionador de ar modelo janela com

capacidade de 7.000 BTU/h e ventilador de teto, representado na Figura 4. 6 (a).

(a) (b)

Figura 4. 6- (a) Dormitório CASA-T, (b) dormitório CASA-M.


O dormitório da CASA-M, ocupado por duas pessoas, possui área total de

14,35 m2 com duas paredes externas. Encontra-se equipado com condicionador de ar

do modelo Split com capacidade de 12.000 BTU/h e ventilador de teto, representado

na Figura 4. 6 (b).


4.2 EQUIPAMENTOS UTILIZADOS

Na Figura 4. 7 apresentam-se as especificações dos equipamentos utilizados

no monitoramento das residências.

EQUIPAMENTO MODELO / MARCA FUNÇÃO

Termo-higrômetro com data logger

(a)

Modelo: HT- 4000

Fabricante: ICEL

Especificação:

Ciclo de 2s a 24h

Resolução: 0,1º e 0,1%

Operação: - 40°C a 70°C

Mede:

Temperatura do ar: °C

Umidade Relativa: %

Ponto de Orvalho: °C

Suporte para medição externa

(b)

Produzido pela autora em

parceria com Luciana

Girardi Omar, aluna do

PPGEEA

Proteção para o termo-

higrômetro, na obtenção

de dados externos.

Termômetro de Globo

(c)


parceria com

pesquisadores do

PPGEEA.

Mede:

Temperatura de globo: °C

Barreira Radiante

(d)


parceria com Luciana

Girardi Omar, aluna do

PPGEEA

Proteção para o termo-

higrômetro, na obtenção

de dados internos

Figura 4. 7 – Equipamentos utilizados

Fonte: Acervo próprio (a), (b), (c) e (d)


4.2.1 Considerações Quanto aos Equipamentos

Foram utilizadas cinco unidades do termo-higrômetro com data logger. Todos

os termo-higrômetros foram previamente calibrados11

, como também foi realizada a

aferição, utilizando-se de uma caixa de isopor onde os termo-higrômetros

permaneceram por uma hora. Após avaliação do comportamento dos dados

apresentados por cada instrumento, não foram identificadas diferenças superiores à

resolução de 0,1°C, especificada para o modelo HT-4000.

O suporte externo foi confeccionado com pratos de material plástico, na parte

superior da proteção foi utilizada uma barreira radiante em papel aluminizado. Para a

base, utilizou-se de uma estrutura metálica desmontável, o que facilitou o transporte

do conjunto. Na coleta dos dados externos às residências, tomaram-se as devidas

precauções no posicionamento do suporte, instalado na varanda em local ventilado,

protegido da radiação solar direta e da chuva.

Na impossibilidade da utilização de um termômetro de globo padrão, para

aferição da temperatura de globo, utilizou-se de globos alternativos em material

plástico com a inserção de um termo-higrômetro. Esta alternativa foi testada em

pesquisa realizada pela autora em parceria com pesquisadores do PPGEEA,

conforme resumo apresentado no Apêndice H.

Na aferição dos dados internos de temperatura e umidade relativa do ar,

utilizou-se de termo-higrômetro protegido com barreira radiante, confeccionada em

embalagem PET revestida com papel aluminizado. Esta barreira tem a função de

reduzir a influência de radiação de ondas longas na aferição da temperatura do ar, a

eficiência do uso de barreiras radiantes foi comprovada em pesquisa apresentada por

Barbosa, et al. (2007).

4.2.2 Softwares Utilizados

Na obtenção das cartas bioclimáticas e para visualização dos dados climáticos

utilizou-se os programas AnalysisBio 2.1.5 e o programa Sol-Ar, ambos

desenvolvidos pelo Laboratório de Eficiência Energética em Edificações, da

11 Adquiridos com certificado de calibração


Universidade Federal de Santa Catarina – Departamento de Engenharia. (LABEEE,

2009)

Para a simulação do desempenho termo-energético utilizou-se o pacote do

programa EnergyPlus, versões 4.0 e 6.0, desenvolvido e distribuído pelo

Departamento de Energia dos Estados Unidos (DOE, 2010).

4.3 MÉTODOS

O estudo empreendido para análise do desempenho termo-energético em

dormitório no período noturno, para as condições climáticas de Cuiabá-MT, foi

composto das seguintes etapas: 1- caracterização bioclimática da área em estudo; 2-

avaliação de desempenho térmico das residências definidas para o estudo de caso; 3-

avaliação de desempenho termo-energético em dormitórios.

4.3.1 Dados Climáticos

Para a caracterização bioclimática fez-se necessário a obtenção de um arquivo

climático de Cuiabá em formato CSV, compatível com o programa AnalysisBio

2.1.5. Deste modo, utilizou-se os dados de um ano climático típico, ou um Typical

Meteorological Year (TMY), obtido com a conversão do arquivo

BRA_Cuiaba_Marechal.Ron.833620.epw, (DOE, 2009). No processamento do

arquivo foi utilizado o conversor de arquivos climáticos Weather Statistics and

Conversions, que acompanha o pacote do programa EnergyPlus 4.0. Os dados em

formato de texto foram posteriormente processados em planilha eletrônica,

possibilitando a comparação dos dados do arquivo convertido com os dados

necessários para a composição de um arquivo padrão CSV, conforme Tabela 8. 1 do

Apêndice F, identificando-se a necessidade de algumas adequações, tais como: a

reordenação sequencial das colunas, a conversão de unidades, a inserção de valores

para temperatura de bulbo úmido, umidade relativa, entalpia, sendo estes obtidos por

meio de equações psicrométricas, conforme ASHRAE (2009) e Jesus e Silva (2002).

Para melhor visualização e avaliação da disponibilidade de ventos ao longo

do ano de referência, foi criado um arquivo compatível com o programa Sol-AR,


obtido por meio de uma planilha auxiliar com os dados relativos aos ventos extraídos

do arquivo climático e reagrupados por estações do ano e períodos do dia, sendo:

a) Estações do ano: para determinação dos períodos das estações, considerou-se

as 15h como média dos horários mais frequentes para o início dos equinócios

e solstícios, pois estes horários variam anualmente;

b) Direção dos ventos: para cada direção foi considerado um intervalo de 45°,

agrupando ângulos de dez em dez graus: para a direção N= 340, 350, 360 ou

0 e 10; para a NE= 20, 30, 40 e 50; para a L = 60, 70, 80, 90; para a SE= 100,

110, 120, 130 e 140; para a S= 150, 160, 170, 180 e 190; para a SO= 200,

210, 220 e 230; para a O= 240, 250, 260, 270 e 280; e para a direção NO=

290, 300, 310, 320, e 330.

c) Períodos das 24 horas, considerando: madrugada de 1h as 5h, manhã de 6h as

12h, tarde de 13h as 18h e noite de 19h as 24h.

Deste modo, foram obtidas as médias das velocidades dos ventos para cada

direção e estação do ano, a frequência para cada direção, como também a frequência

dos ventos para os períodos madrugada, manhã, tarde e noite, em cada estação do

ano. Os dados foram então organizados e compilados em arquivo de texto para

finalização do arquivo cuiaba.ventos.csv.

Na verificação de possíveis erros dos arquivos convertidos utilizou-se de

alguns dos procedimentos empregados por Carlo, et al.(2005) na identificação de

erros em arquivos climáticos com dados horários, tais como, a verificação da

condição da temperatura de bulbo seco (TBS) ser obrigatoriamente maior ou igual

que a temperatura de bulbo úmido (TBU); valores de radiação solar nulos para os

horários correspondentes ao período noturno, e ainda, as médias máximas e mínimas

de temperatura e umidade relativa serem compatíveis com dados registrados para a

localidade. Desta forma, dados do TMY convertido foram avaliados utilizando-se

das Normais Climatológicas de Cuiabá, série histórica de 1961 -1990.

4.3.2 Caracterização Bioclimática da Área em Estudo

A avaliação bioclimática de cada período foi realizada em duas etapas, uma

para o período diurno de 6h as 18h, e outra, para o período noturno de 18h as 6h.


Objetivando a análise das possibilidades de obtenção de conforto térmico em cada

período e a avaliação dos possíveis conflitos entre as estratégias requeridas para as

condições diurnas e noturnas.

Ressalta-se, que devido a algumas limitações do programa Analisy Bio para a

seleção de horários noturnos, foi traçada uma carta para os meses de novembro e

dezembro, e outra com os meses de janeiro a abril, para os horários noturnos.

4.3.3 Avaliação de Desempenho Térmico

A avaliação de desempenho térmico das residências foi realizada por meio

dos seguintes procedimentos: monitoramento higrotérmico; avaliação do

comportamento térmico das residências em condições reais de uso; observação das

percepções dos moradores quanto ao conforto térmico em suas residências; e a

avaliação de desempenho térmico das edificações segundo os parâmetros definidos

pela norma NBR15575-1 (ABNT, 2008).

4.3.3.1 Dados Monitorados

A partir dos dados levantados com o estudo das características climáticas da

área de estudo, foram definidos dois períodos para avaliação, considerando-os como

os mais críticos quanto ao conforto térmico, sendo estes, o período quente úmido

abrangendo os meses de novembro a abril e o período quente seco compreendendo os

meses de agosto a outubro.

Devido às limitações impostas quanto ao número de equipamentos, as

residências foram monitoradas separadamente, em semanas subsequentes, gerando

duas etapas de coleta de dados em cada período definido para o monitoramento,

sendo:

1) Em Março de 2010, do dia 3 a 10, monitoramento da CASA-T; do dia 13 ao

dia 20, monitoramento da CASA-M.

2) Em Setembro e Outubro de 2010, do dia 9 a 16/9, monitoramento da CASA-

T; do dia 28/9 a 5/10, monitoramento da CASA-M.

Na definição dos pontos a serem coletados observou-se as recomendações da

norma NBR15575-1 (ABNT, 2008), que determina a medição da temperatura do ar


dos ambientes sala e quarto, e da temperatura do ar externo. Quanto a localização dos

instrumentos foram dispostos a uma altura de 1,10m do piso conforme,

recomendação da norma ISO 7726 (1998).

Nos ambientes internos foram instalados dois equipamentos, um para aferição

da temperatura e umidade relativa do ar, e outro para aferição da temperatura de

globo. Externamente foi instalado um equipamento para aferição da temperatura e

umidade relativa do ar externo, totalizando cinco equipamentos em cada residência,

conforme distribuição apresentada para cada edificação:

Localização dos pontos monitorados na CASA-T, representada na Figura 4. 8.

PONTOS

VARIÁVEIS

T.1 TBS / UR%

Tg.1 Temperatura de Globo

T.2 TBS / UR%

Tg.2 Temperatura de Globo

T.3

TBS / UR%

Figura 4. 8 - CASA-T: localização dos pontos monitorados

Fonte – Produção da Autora

Nos ambientes internos, sala e quarto, os equipamentos foram apoiados sobre

móveis e na varanda instalado no suporte, de forma que os mesmos não interferissem

na livre circulação das pessoas, conforme apresentado na Figura 4. 9.

(a) (b) (c) Figura 4. 9 - CASA-T: equipamentos nos ambientes (a) quarto, (b) sala, e (c) varanda

Fonte – Acervo próprio


Localização dos pontos monitorados na CASA-M, representada na Figura 4. 10.

PONTOS

VARIÁVEIS

M.1 TBS / UR%

Mg.1 Temperatura de Globo

M.2 TBS / UR%

Mg.2 Temperatura de Globo

M.3 TBS / UR%

Figura 4. 10 - CASA-M: localização dos pontos monitorados

Fonte – Produção da autora

Nesta residência os equipamentos, também foram apoiados sobre móveis, e na

varanda utilizou-se o suporte móvel, conforme apresentado na Figura 4. 11.

(a) (b) (c)

Figura 4. 11- CASA-M: equipamentos nos ambientes (a) quarto, (b) sala, e (c) varanda

Fonte – Acervo próprio

Quanto aos procedimentos, os equipamentos foram instalados na noite

anterior ao início das medições e retirados na manhã seguinte ao final das medições.

Todos os termo-higrômetros foram ajustados para leituras automáticas a cada 30

minutos, durante as 24h do dia. Ao final de cada período, cada um dos cinco pontos

contabilizou 383 registros, obtendo-se em cada período de medição 1915 registros

em cada uma das residências.

Durante as quatro etapas da coleta de dados utilizou-se de um relatório de

ocorrências climatológicas, apresentados no Apêndice A, onde foram registrados

dados observados diariamente, quanto às condições do céu, as ocorrências

pluviométricas nos períodos monitorados, assim como os valores diários de


temperaturas do ar máximas e mínimas, unidade relativa do ar e índice

pluviométrico, registrados pela Estação Meteorológica do Aeroporto Marechal

Rondon.

Quanto às condições em que sucederam os monitoramentos, em cada período

de levantamento algumas situações ocorridas influenciaram diretamente nos dados

obtidos, deste modo, foram consideradas nas avaliações e análises dos resultados.

Para o 1° monitoramento, a CASA-T permaneceu fechada, pois os moradores

viajaram. Por esta razão, as janelas permaneceram com as folhas em venezianas

fechadas, ficando as com vidro abertas, porém com todas as portas internas abertas.

Na CASA-M, os moradores permaneceram em suas atividades diárias normais,

exceto no quarto do casal, pois os mesmos não conseguiram dormir com o

condicionador de ar desligado, a solução encontrada foi que durante o levantamento

ocuparam outro quarto da casa, ou seja, o quarto foi monitorado sem ocupação no

período noturno.

Para o 2° monitoramento, nas duas residências os moradores permaneceram

em suas atividades diárias normais, contudo, no quarto do casal, devido às condições

térmicas do período estes ambientes foram monitorados com os condicionadores de

ar ligados, nas noites mais quentes.

4.3.3.2 Comportamento térmico das residências

O comportamento térmico apresentado por cada residência foi avaliado

inicialmente, por meio dos dados horários monitorados de temperatura e umidade do

ar externo, temperatura do ar interno, apresentados em gráficos para cada período

monitorado, verificando-se as variações das temperaturas máximas e mínimas do ar

interno, com relação às temperaturas do ar externo. Posteriormente, avaliou-se a

capacidade de amortecimento proporcionada pela envoltória da edificação, em

relação às variações das temperaturas do ar externo, por meio do estudo das

amplitudes das temperaturas do ar externo e interno, apresentadas em gráficos com

as variações diárias das temperaturas mínimas e máximas de cada ambiente,

comparadas às máximas e mínimas diárias das temperaturas do ar externo. Em

seguida, verificou-se a amplitude média diária e a registrada no período, obtendo-se


o amortecimento médio diário de cada ambiente e o amortecimento ocorrido no

período monitorado, apresentados em gráficos.

4.3.3.3 Percepções dos moradores quanto ao conforto térmico

Utilizou-se de pesquisa qualitativa para obter informações quanto às

percepções dos moradores relacionadas às condições de conforto térmico em suas

residências, desenvolvida através de entrevistas e questionários padronizados,

conforme questionário 1, item 5, Apêndice A. Os questionários foram aplicados no

primeiro dia de cada etapa no 1° monitoramento. As informações coletadas foram

comparadas com os resultados observados quanto ao comportamento térmico das

residências.

4.3.3.4 Avaliação de desempenho térmico: NBR15575/2008

Na avaliação de desempenho térmico, segundo os parâmetros da norma

NBR15575-1(ABNT, 2008), utilizou-se dos métodos de avaliação definidos como:

a) Procedimento 1, por prescrição, verificação do atendimento aos requisitos

e critérios estabelecidos para os sistemas de vedação, paredes e

coberturas, aberturas externas para ventilação dos ambientes e as

necessidades de sombreamento.

b) Procedimento 3, por medição, verificação dos valores limites de

temperaturas máximas e mínimas do ar interior de ambientes de

permanência prolongada, quartos e sala, em condições de verão e inverno

para cada zona bioclimática.

4.3.4 Avaliação de Desempenho Termo-energético

4.3.4.1 Consumo de Energia Elétrica

A avaliação do consumo de energia foi realizada por meio dos seguintes

procedimentos: levantamento dos hábitos de uso e consumo de energia elétrica de

cada residência, avaliação do perfil do consumo de energia elétrica de cada

residência.


Utilizou-se de pesquisa qualitativa para obter informações com relação aos

equipamentos eletroeletrônicos utilizados, forma de uso dos mesmos e quanto ao

histórico do consumo de energia, desenvolvida através de entrevistas e questionários

padronizados, tendo-se como referência o modelo SINPHA, Eletrobrás (2007),

conforme modelo questionário 1, Apêndice B.

No levantamento também foram obtidos os dados dos hábitos noturnos,

quanto às preferências térmicas com relação aos quartos, assim como, o padrão de

uso dos condicionadores de ar, conforme modelo questionário 2, Apêndice C. Os

questionários foram aplicados no primeiro dia do 1° monitoramento das residências.

A estimativa de consumo dos eletrodomésticos e do sistema de iluminação foi

obtida por meio da tabela: Estimativa de Consumo Mensal dos Principais

Eletrodomésticos, PROCEL (2007).

Com base nos dados do levantamento foi calculado o consumo médio mensal

de cada residência, posteriormente foi avaliada a contribuição dos usos finais,

obtidos comparando-se o consumo de cada aparelho com o consumo total de energia,

conforme Fedrigo et al. (2009), aplicando-se a equação 01.

UF (equip.1) = C (equip.1) / C (total) x 100 Eq.01

Sendo:

UF = Uso Final de um determinado equipamento (%)

C (equip.1) = Consumo de um determinado equipamento (kWh)

C (total) = Consumo total da unidade (kWh)

O perfil do consumo de energia elétrica de cada residência foi avaliado pelo

histórico do consumo anual, verificando-se a distribuição mensal do consumo ao

longo do ano, comparadas às temperaturas médias anuais do ano de referência.

4.3.4.2 Parâmetros para Simulação

A etapa da simulação para o estudo do desempenho térmico e energético em

dormitório foi estruturada tendo-se como referência os resultados alcançados com o


estudo de caso, deste modo, pelos resultados apresentados optou-se pela CASA-M

como referência para o modelo-base utilizado na simulação.

De posse dos resultados obtidos com as etapas anteriores foram definidos os

parâmetros para a composição inicial da simulação, a definição das variáveis

simuladas, dos dados de entrada e dos parâmetros para a avaliação das simulações.

4.3.4.2.1 Dia de referência de projeto

Em conformidade com o objetivo geral deste estudo, os meses de referência

para projeto, março e outubro, foram definidos pelo consumo de energia elétrica.

Deste modo, para os referidos meses foi necessário definir um dia de referência de

projeto, não se tratando da definição de um dia típico, mas sim de um dia crítico,

considerando como parâmetro a temperatura máxima do ar externo, conforme

método recomendado pela norma NBR16401-1 (ABNT, 2008), que define a

probabilidade de 99% para ocorrência da TBS máx de verão para a temperatura de

projeto, indicada para o cálculo da carga térmica de ambientes comerciais e

residenciais. Para os dois meses foram avaliadas as ocorrências das temperaturas

máximas diárias, obtendo-se os dias críticos.

4.3.4.2.2 Parâmetros de conforto térmico

Para avaliação das condições de conforto térmico no dormitório foi necessária

a definição de parâmetros para duas situações distintas, um para as horas em que

fosse possível obter conforto térmico por meio da ventilação natural, e outra, para as

horas que se fez necessário o uso dos condicionadores de ar.

O modelo adaptativo proposto pela norma ASHRAE 55 (2004) foi adotado na

definição do parâmetro de avaliação para as horas com condicionamento natural. O

modelo adaptativo propõe a definição de uma temperatura operativa de conforto

obtida em função da temperatura média do ar externo, conforme a equação

apresentada.

Top = 0,31 x Te med. + 17,8 Eq.02

Sendo:

Top = Temperatura operativa de conforto (°C)


Te med. = Média mensal da temperatura do ar externo (°C)

Sendo a média mensal obtida pela média aritmética das médias mínimas e das

médias máximas diárias da temperatura do ar exterior (bulbo seco), conforme a

norma ASHRAE 55 (2004).

Em torno da temperatura operativa de conforto são admitidos dois níveis de

satisfação, ± 2,5°C para 80 % e ± 3,5°C para 90% de satisfeitos. Desta forma,

calculou-se a temperatura operativa de conforto para os meses do ano climático de

referência, obtendo-se a faixa de conforto para os meses de referência março e

outubro, como também, foi realizada avaliação para as horas noturnas dos referidos

meses.

Para o período com uso de condicionadores de ar, foi adotado o intervalo de

conforto para o verão, definido pela norma NBR16401-2 (ABNT, 2008), que

estabelece as temperaturas operativas (To) e umidade relativa (UR) para verão,

considerando atividade leve de 1 a 1,2 met., roupa típica de 0,5 clo e velocidade

média do ar de 0,20 m/s, em intervalos de:

To = 22°C a 25,5°C → UR 65% To = 23°C a 26°C → UR 35%

Em que:

To = (Tar + Trm) / 2 Eq.03

Sendo:

To = Temperatura operativa

Tar = Temperatura do ar

Trm = Temperatura radiante média (obtida conforme norma ISO 7726-1998)

4.3.4.2.3 Definição das variáveis e parâmetros para avaliação

Com os resultados obtidos nas etapas anteriores, foi possível identificar

algumas das variáveis que podem ter influência no desempenho térmico e energético

noturno em dormitórios como, a tipologia das coberturas e as aberturas para a

ventilação dos quartos, apontadas como inadequadas para a Zona Bioclimática 7,

conforme resultados das avaliações no item 5.3.5.


A ventilação natural, indicada como a principal estratégia para redução das

horas com desconforto térmico no período noturno, para as condições climáticas

local, conforme resultados do item 5.2. Entretanto, dados quanto à ventilação não

foram monitorados, não sendo possível um estudo mais detalhado da eficiência da

ventilação noturna para o dormitório. Deste modo, limitou-se em verificar o

potencial de uso da ventilação natural nos horários noturnos, utilizando-se de dados

de vento do arquivo climático.

Após o levantamento destas hipóteses foram realizados testes de sensitividade

para cada caso, com objetivo de verificar a influência na carga térmica de

resfriamento do dormitório.

A carga térmica total de resfriamento e o consumo de energia do

condicionador de ar foram adotados como parâmetro na avaliação das alternativas

simuladas.

4.3.4.3 Configuração da Simulação

A partir dos dados construtivos de ocupação e uso, obtidos com o estudo de

caso foram definidas as características do modelo base para a simulação, buscando-

se a maior aproximação possível na representação da edificação real. Deste modo,

foram modeladas todas as áreas da edificação de referência, obtendo-se maior

definição do comportamento dos fluxos térmicos para o dormitório analisado.

As simulações para o estudo do desempenho térmico e energético foram

realizadas a partir do programa EnergyPlus, versão 6.0 de 2010. Neste programa a

inicialização de um arquivo para simulação é composta por uma seqüência de

entrada de dados para a caracterização completa do modelo e dos parâmetros

necessários na definição dos dados de saída. Para este estudo foram declarados

alguns dados para a caracterização da simulação planejada, sendo:

4.3.4.3.1 Localização e período de simulação

Neste módulo foram declarados os dados da localidade, conforme Figura 4.

12, e selecionado o arquivo climático BRA_Cuiaba_Marechal.Ron.833620.epw. Para

o período da simulação, nas etapas preliminares foram declarados os dias críticos de


março e outubro, e para as avaliações finais foram selecionados os meses do período

quente úmido e os meses do período quente seco.

Figura 4. 12 – Simulação: Dados de Cuiabá

Fonte – Energyplus (2010)

4.3.4.3.2 Dados construtivos

Para a caracterização construtiva do modelo, inicialmente, foram declaradas

as propriedades termofísicas de cada camada dos componentes construtivos,

conforme detalhe na Figura 4. 13. As propriedades dos materiais foram obtidas do

banco de dados do Energyplus e nas referências da norma NBR15220-2 (ABNT,

2005).

Figura 4. 13– Simulação: materiais construtivos


Em seguida, foi declarada a composição de cada elemento da construção,

parede externa, parede interna, laje de forro, telhado, empenas, pisos, portas e

janelas, como também, declaradas as características geométricas das superfícies

internas e externas destes componentes, conforme detalhe da Figura 4. 14.

Figura 4. 14– Simulação: definição das superfícies geométricas das zonas térmicas



4.3.4.3.3 Zonas térmicas

Foram definidas cinco zonas térmicas para o modelo. A sala e o quarto foram

configurados como zonas individualizadas, os outros ambientes foram agrupados em

duas zonas, conforme representação na Figura 4. 15.

Figura 4. 15 – Simulação: zonas térmicas


Uma quinta zona foi definida para a cobertura, o que possibilitou a inserção

de aberturas para ventilação do ático. As varandas e muro lateral foram declarados

como elementos de sombreamento externo, representado na Figura 4. 16.

Figura 4. 16 – Simulação: Modelo base


4.3.4.3.4 Cargas internas

As cargas térmicas de ocupação foram declaradas de acordo como as rotinas

de uso identificadas na edificação de referência. As taxas metabólicas foram

diferenciadas por atividade, sendo:

a) 01 pessoa em atividade leve – 120,0 W – fração radiante de 0,60

b) 01 pessoa dormindo – 80,0 W – fração radiante de 0,60


Para iluminação, todas as zonas foram configuradas com uma lâmpada

fluorescente compacta de 9,0 W. As cargas térmicas de equipamentos, foram

configuradas apenas para as zonas 1 e 3, sala e quarto:

c) Zona 1 - 01 computador – 150,0 W – fração radiante de 0,50

d) Zona 3 – 01 Televisão de 42” – 120,0 W – fração radiante de 0,40

4.3.4.3.5 Esquemas de ocupação e uso

No programa Energyplus todas as variações de ocupação, uso ou situação de

funcionamento são controladas por uma Schedule. Para reproduzir as variações de

um ambiente residencial foi necessário montar vários Schedule, com diferenciação

entre as situações diurnas e noturnas.

4.3.4.3.6 Configuração da ventilação natural

A estratégia da ventilação natural foi inserida utilizando-se do módulo

AirflowNetwork Simulation, que controla a ventilação por meio das aberturas, portas

e janelas, de cada zona térmica. Deste modo, para o controle de cada abertura foi

inserido no Schedule, com os horários de abertura e fechamento de cada janela e

porta, conforme detalhe na Figura 4. 17.

Figura 4. 17– Simulação: configuração ventilação natural


As configurações utilizadas nas simulações encontram-se no relatório de

saída, apresentado no Apêndice G.


4.3.5 Simulação Termo-energética

O processo da simulação termo-energética foi composto por um conjunto de

etapas, necessárias para a estruturação consistente das alterações propostas para o

modelo base, com o objetivo de avaliar o impacto na redução da energia consumida

pelo condicionador de ar no período noturno, como também, avaliar as possibilidades

de uso do condicionamento natural como alternativa para redução do consumo de

energia elétrica. As etapas utilizadas foram:

1º. Calibração do modelo base;

2º. Análise de sensitividade das alternativas;

3º. Ajustes das configurações do modelo base;

4º. Simulação para o sistema de cobertura;

5º. Simulação com a ventilação natural.

4.3.5.1 Calibração do Modelo Base

Na etapa da calibração do modelo a ser simulado, inicialmente, para entrada

dos dados climáticos foram utilizados os dados externos obtidos com o

monitoramento do mês de março. Porém, os resultados não foram satisfatórios, pela

falta de dados de radiação solar e das condições de vento do local. Desta forma,

optou-se por realizar uma avaliação dos três dias mais homogêneos, selecionados no

item 5.3.5.1, comparados aos dias correspondentes do arquivo climático, obtendo-se

o dia 16/3, como o mais próximo dos dados medidos, conforme Figura 8. 1 do

Apêndice F.

O modelo da edificação foi calibrado com as mesmas condições do dia

monitorado, com o dormitório sem ocupação noturna e com os condicionadores de ar

desligados. As avaliações foram realizadas comparando-se as variações dos dados

simulados e medidos de temperatura e umidade relativa do ar externo e interno e a

temperatura radiante média, dos ambientes monitorados.


Os dados da temperatura e unidade relativa do ar externo foram utilizados

para comparação do contexto climático da simulação. Para os ambientes sala e

quarto, utilizou-se os dados da temperatura do ar interno como parâmetro no

processo de calibração. Nesta etapa também comparou-se os dados da temperatura

radiante média, obtidos com a temperatura de globo medida, e os dados calculados

pelo programa EnergyPlus, visando a utilização da temperatura operativa simulada

como parâmetro nas avaliações de conforto térmico.

4.3.5.2 Análise de Sensitividade

Tendo como base as avaliações de desempenho térmico realizadas como o

estudo de caso, as alterações para a cobertura foram definidas como alternativa para

avaliação, optando-se pela variação do tipo de telha e pelo fator de ventilação do

ático. Na definição da variação da telha levou-se em consideração a prática usual em

substituir telhas de fibrocimento por telhas cerâmicas, comprovada com o estudo de

caso. A opção pela variação da cor da telha é justificada pelo fato das cores claras

terem absortância à radiação solar menor que as cores escuras.

Quanto à ventilação do ático, segundo a norma NBR15220-2 (ABNT, 2005) a

câmara de ar ventilada aumenta a resistência térmica, reduzindo a transmitância

térmica total da cobertura e consequentemente os ganhos de calor. Deste modo,

foram definidas duas alternativas para as telhas com duas variações quanto à

ventilação do ático, apresentadas na Figura 4. 18.

Alternativa A:

Telha cerâmica: absortância (α) de 0,75

Alternativa B:

Telha cerâmica: absortância (α) de 0,30

Simulações: A.1 – Ático sem ventilação

A.2 - Ático com ventilação cruzada

B.1 – Ático sem ventilação

B.2 - Ático com ventilação cruzada

Figura 4. 18- Simulação: alternativas para cobertura

Fonte – Brasil Telhas (2010) - http://www.brasiltelhas.com.br/

http://www.brasiltelhas.com.br/


Para a ventilação do ático foi introduzida uma abertura com área de 0,554 m2

em cada empena do telhado, representada na Figura 4. 19. Ressalta-se que o

programa Energyplus não permite aberturas com três vértices, assim, a abertura foi

declarada com quatro vértices para uma forma retangular com a mesma área.

Figura 4. 19– Simulação: abertura do ático


As simulações das alternativas foram realizadas com a configuração de um

sistema de condicionamento de ar ideal (purchased air), o qual calcula a quantidade

de calor a ser retirada ou adicionada na zona térmica condicionada para atingir a

temperatura de controle.

Quanto à temperatura de controle, para esta etapa optou-se por empregar a

mesma utilizada no dormitório de referência, de 20°C, com acionamento do

condicionador de ar das 21h às 6h da manhã.

Antes das simulações para as alternativas foi realizada a verificação da

composição da carga térmica sensível no dormitório, para o dia crítico de março.

As avaliações das alternativas foram simuladas para os dias críticos de março

e outubro, comparando-se a carga térmica total de resfriamento do modelo base, com

as cargas térmicas obtidas em cada alternativa simulada.

4.3.5.3 Simulação das Alternativas para o Sistema de Cobertura

Para as simulações das alternativas, inicialmente, o modelo base foi

configurado com o sistema de condicionamento real do dormitório de referência, um

ar Split de 12.000 BTU/h com temperatura do termostato a 20°C. Em seguida foram

realizadas as simulações com as quatro alternativas, com o objetivo de avaliar as

condições de conforto térmico, compararam-se as temperaturas operativas com o

intervalo de conforto para o verão, conforme a norma NBR16401-2 (ABNT, 2008).


Como os resultados obtidos foram definidas as temperaturas de controle para as

simulações do sistema de cobertura:

1- Modelo Base: Telha: α de 0,80

2- Alternativa A1: Telha: α de 0,75

3- Alternativa A2: Telha: α de 0,75 + FV (fator de ventilação)

4- Alternativa B1: Telha: α de 0,30

5- Alternativa B2: Telha: α de 0,30 + FV (fator de ventilação)

Variável de saída - Total mensal do Consumo de Energia

Para avaliação dos resultados obtidos comparou-se a influência de cada

alternativa no consumo de energia do condicionador de ar pelo percentual de redução

com relação ao modelo base.

4.3.5.4 Simulação da Ventilação Noturna

Nesta etapa de caráter exploratório para verificação da possibilidade de uso

do condicionamento natural no período noturno, as simulações forma realizadas para

as alternativas A1 e B1, em duas etapas:

1- Simulação para verificação das condições ambientais, temperatura do ar

externo e interno ao longo do ano de referência, e verificação das condições

no dormitório com a ventilação noturna nos dias críticos de março e outubro,

para as alternativas A1 e B1. Foram observadas as variações da temperatura

interna, com relação à externa e o fluxo de ar na abertura da janela.

2- Simulação para verificar as condições de conforto térmico no dormitório, por

meio do modelo adaptativo, para os meses do período quente úmido e do

período quente seco.

Para as duas etapas a área da abertura efetiva da janela do dormitório foi

corrigida, conforme avaliação por prescrição realizada no item 5.3.5.2, adotando-se

os 5% da área do piso do dormitório, ou seja, 0,71 m2.

As simulações com ventilação natural foram configuradas para o período

noturno, das 18h às 6h, com a janela aberta, considerando o total da área efetiva para


ventilação do dormitório, ou seja, com as duas folhas de correr abertas, 51% da área

total da esquadria. As portas foram configuradas conforme uso na edificação de

referências, no período noturno são fechadas de 21h as 6h.

63 Capítulo V – Apresentação e Análise dos Resultados

5. APRESENTAÇÃO E ANÁLISE DOS RESULTADOS

Os resultados alcançados são apresentados para cada etapa proposta neste

estudo, sobre as quais se fundamenta o objetivo geral.

5.1 DADOS CLIMÁTICOS

Os dados do arquivo climático convertido foram avaliados utilizando-se das

Normais Climatológicas de Cuiabá, série histórica de 1961-1990. Verificou-se a

compatibilidade por meio das médias máximas e mínimas da temperatura de bulbo

seco e umidade relativa do ar, para os dois arquivos.

Na Figura 5. 1 apresenta-se a distribuição das médias das temperaturas

máximas e mínimas ao longo do ano.

Figura 5. 1- Temperaturas máximas e mínimas: Normais e TMY

As médias das temperaturas máximas têm distribuição semelhante, as maiores

diferenças ocorrem no mês de abril com 1,7°C, no mês de julho e setembro com

1,6°C e 1,2°C, nos outros meses as diferenças encontram-se entre 0,1 a 0,5°C.


Para as médias das temperaturas mínimas as diferenças são mais elevadas nos

meses de junho e agosto, com valores em torno de 3°C, seguido do mês de outubro

com 1,9°C e dezembro com 1,4°C de diferença.

Na distribuição da umidade relativa, apresentadas na Figura 5. 2, observa-se

maiores diferenças entre os dois arquivos, como a maior que ocorre no mês de junho

com 8,1% e a menor no mês de setembro com 0,69%.

Figura 5. 2- Umidade relativa média: Normais e TMY

Os resultados da verificação dos dois arquivos não apresentaram divergências

significativas, pois as curvas de distribuição ao longo do ano são semelhantes. A

ocorrência de variações, tanto nas temperaturas quanto na distribuição da umidade

relativa, podem ser justificadas pelo método de composição de um arquivo TMY,

onde são selecionados os meses sem extremos para composição de um ano não real,

porém, representativo das condições climáticas de uma localidade.

A conversão do arquivo TMY possibilitou o acesso e a visualização dos 8760

dados horários do ano referencial para Cuiabá, como os parâmetros de temperatura

de bulbo seco, umidade relativa, frequência e velocidade dos ventos e da radiação

solar.

Por meio da distribuição da temperatura de bulbo seco ao longo do ano,

representada na Figura 5.3, observa-se menor variação das amplitudes para os meses

mais úmidos, de novembro a abril, e variação mais acentuada nos meses mais secos,

de maio a setembro. A temperatura máxima atinge 41°C em outubro, sendo este o

mês mais quente, contabilizando 23 dias com ocorrência de temperaturas acima de


32°C, e com a maior média mensal de 28,9°C. O mês mais ameno é julho, com

temperatura mínima de 9,3°C e máxima de 35°C, com média mensal de 23°C, sendo

a menor do ano. Observa-se que a intensidade das friagens típicas deste período pode

variar de um ano para outro, como visto no capítulo 3.

Figura 5. 3- Temperatura de bulbo seco ao longo do ano

A frequência dos ventos em todas as estações do ano é representada na

Figura 5. 4(a). Observa-se a predominância para os ventos de direção Norte, seguidos

dos ventos da direção Noroeste, com menor frequência.

(a) (b)

Figura 5. 4- Comportamento dos ventos: (a) frequência, (b) velocidade

Fonte - Programa Sol-Ar 6.2 (2008)

Ao longo do ano a velocidade é mais homogênea em todas as estações, as

médias diárias apresentam-se entre 2,1 a 2,2 m/s. Nos meses do inverno regional as


médias diárias são mais reduzidas com velocidades de 1,3 a 1,8 m/s, conforme

Figura 5.4 (b).

Quanto ao comportamento dos ventos ao longo das 24 horas diárias, na

Tabela 5. 1, apresenta-se a porcentagem de horas em cada período do dia com

ausência de ventos. No período da tarde registram os menores percentuais de

ausência, ou seja, há maior ocorrência de ventos neste período em todas as estações

do ano. À noite, das 19h às 24h, os percentuais de ausência são elevados chegando a

38,2% das horas, sendo este o período das calmarias. As horas da madrugada, de

modo geral, apresentam maior ocorrência de ventos, com relação às horas do período

matutino.

Tabela 5. 1 - Ausência de Ventos (%)

Período Primavera Verão Outono Inverno

Madrugada 24,4 19,8 23,2 24,2

Manhã 22,6 29,7 30,6 28,6

Tarde 14,8 16,4 12,7 17,6

Noite 38,2 34,1 33,4 29,6

A distribuição da radiação global horizontal até 21 de junho é representada na

Figura 5. 5 (a), apresenta-se com maior intensidade nos horários das 9h às 13h, com

valores entre 250 a 1300 W/m2. Após 21 de junho a intensidade mais elevada

encontra-se entre as 8h e as 12h, com valores de 250 a 1300 W/m2, com variações ao

longo dos meses, conforme Figura 5. 5 (b).

Figura 5. 5- Radiação Solar Global: (a) No 1° semestre, (b) No 2° semestre.

Fonte - Programa Sol-Ar 6.2 (2008)


5.2 CARACTERIZAÇÃO BIOCLIMÁTICA

5.2.1 Estratégias para o Período Quente Úmido

Com a inclusão do arquivo climático no banco de dados do Analysis Bio, foi

realizado inicialmente o traçado da carta bioclimática para os meses de novembro a

abril, para o período diurno. A distribuição dos pontos de temperatura e umidade

para 2.253 horas de registros está apresentada na Figura 5. 6.

DIURNO: 6h as 18h

Conforto 10,8%

Desconforto 89,2%

2. Ventilação 63,3%

3. Resfriamento Evaporativo 14,0%

4. Alta Inércia para Resfriamento

18,8%

5. Ar Condicionado 20,0%

Sombreamento 99,3%

Total de Horas: 2253

Figura 5. 6 – Estratégias diurnas período quente Úmido: Nov. Dez. Jan. Fev. Mar. Abr.

As estratégias passivas de ventilação, resfriamento evaporativo, alta inércia

para resfriamento, assim como o sombreamento, seriam as mais indicadas para

redução das 1.996 horas diurnas com desconforto térmico devido ao calor, ressalta-se

que, com a aplicação destas estratégias, o condicionamento artificial dos ambientes

seria necessário em 399 horas do período com desconforto térmico.

Para as noites dos meses de novembro e dezembro, quando começam as

chuvas, a carta apresentou uma maior concentração de pontos na zona de ventilação,

conforme Figura 5. 7, indicando esta estratégia para 540 das 544 horas com

desconforto térmico, ou seja, a ventilação dos ambientes durante a noite seria o mais

indicado para proporcionar a redução do desconforto térmico. As estratégias de

resfriamento evaporativo e alta inércia para resfriamento foram indicadas em

percentuais bem reduzidos em comparação aos indicados para a ventilação, da

mesma forma, o condicionamento artificial, que, com 0,12% percentuais, pode ser

considerado como nulo, desta forma, apontando que as estratégias passivas seriam

suficientes para obtenção de conforto térmico para os meses analisados.


NOTURNO: 18h as 6h

Conforto 30,3%

Desconforto 69,7%




5,13%


Total de Horas: 780

Figura 5. 7 – Estratégias noturnas período quente úmido: Nov. Dez.

Em continuação à avaliação do período úmido, foi plotada a carta para as

noites dos meses de janeiro a abril, apresentada na Figura 5. 8, que indicou um

elevado índice de desconforto térmico, contabilizando 1402 horas dos quatro meses

avaliados. Em conformidade com as estratégias indicadas para os meses de

novembro e dezembro, a ventilação também foi predominante (90,3%), seguida do

resfriamento evaporativo e de alta inércia para resfriamento, indicadas em

percentuais reduzidos, assim como, para o uso de condicionamento artificial.

NOTURNO: 18h as 6h

Conforto 9,59%

Desconforto 90,3%




3,8%



Figura 5. 8 – Estratégias noturnas período quente úmido: Jan. Fev. Mar. Abr.

Comparando as estratégias indicadas para as horas do dia e da noite,

apresentadas na Figura 5. 9, observa-se que a ventilação, pelos percentuais

apresentados, é mais necessária para as horas noturnas, com relação à ventilação

durante o dia. Entretanto, o resfriamento evaporativo e alta inércia para resfriamento

têm maior eficiência durante o dia, pois os percentuais das horas noturnas em que

estas teriam maior eficiência são bem mais reduzidos em comparação aos percentuais


diurnos, devido às altas taxas de umidade relativa, com médias de 65% a 83 %,

apresentadas neste período, assim como, os altos índices pluviométricos, conforme

dados climáticos apresentados no capítulo 3.

Figura 5. 9 - Resumo das estratégias para o período quente úmido

5.2.2 Estratégias para o Período Quente Seco

Inicialmente, obteve-se a carta para as horas diurnas dos meses de agosto,

setembro e outubro contabilizando 1196 pontos, que apresentaram uma maior

distribuição entre as zonas, como pode ser observado na Figura 5. 10. O conforto

térmico diurno apresentou percentuais mais elevados, em comparação aos

apresentados no período quente úmido, entretanto, o desconforto térmico

contabilizou 880 horas, ou seja, 73 dos 92 dias dos meses avaliados.

DIURNO: 6h as 18h

Conforto 26,4%

Desconforto 73,6%




36,6%


Sombreamento 95,9%


Figura 5. 10 – Estratégias diurnas período quente seco: Ago. Set. Out.

Para a redução do desconforto diurno as estratégias mais indicadas foram o

resfriamento evaporativo juntamente com alta inércia para resfriamento, a ventilação


diurna e o sombreamento, com isso, o uso de condicionamento artificial seria

necessário em 88 horas, do total das horas com desconforto térmico.

A carta bioclimática para as horas noturnas do período quente seco, na Figura

5. 11, apresentou um equilíbrio mais acentuado entre as horas com conforto e com

desconforto térmico. Do total das horas com desconforto 7,78% foram devido ao frio

e 45,8% devido ao calor, desta forma, a estratégia mais indicada foi a ventilação, e o

resfriamento evaporativo juntamente com alta inércia para resfriamento, foram

indicadas em percentuais semelhantes para redução do desconforto térmico. Com a

aplicação destas estratégias o condicionamento artificial poderia ser reduzido para

0,76% das horas com desconforto pelo calor.

NOTURNO: 18h as 6h

Conforto 46,4%

Desconforto 53,3%




21,1%



Figura 5. 11 – Estratégias noturnas período quente seco: Ago. Set. Out.

Para o período quente seco quanto às estratégias indicadas para o dia e a

noite, observa-se, na Figura 5. 12, que a necessidade de ventilação diurna é menor

em relação à necessidade noturna, entretanto o resfriamento evaporativo e alta

inércia apresentam-se em situação contrária, sendo indicadas em maior proporção

para os horários diurnos, com relação aos noturnos. Entendendo-se que a obtenção

dos efeitos positivos de uma alta inércia para os horários noturnos, no período quente

seco, está associada à disponibilização da ventilação nos ambientes.

Quanto à necessidade de resfriamento evaporativo para aumentar a umidade

do ar, é maior durante o dia do que a noite, notadamente nestes meses, quando a

unidade relativa é, freqüentemente, muito baixa, ficando mais crítica com a radiação

solar nas horas diurnas.


Figura 5. 12 - Resumo das Estratégias para o período quente seco

5.2.3 Estratégias para o Período Noturno

Com base nos resultados apresentados, para o TMY de Cuiabá, as estratégias

de condicionamento ambiental passivo para as horas noturnas nos dois períodos

avaliados foram a ventilação, o resfriamento evaporativo e a alta inércia para

resfriamento, conforme apresentado na Figura 5. 13. Observa-se que as mesmas

estão associadas a fatores climáticos e as características dos componentes

construtivos da edificação.

Figura 5. 13 - Resumo das estratégias para as horas noturnas

Com relação à ventilação, a aplicação desta estratégia em dormitórios

também depende de fatores como, a disponibilidade de vento nos horários noturnos,

que para a condição climática local tem-se velocidade e frequências baixas com

ausência de ventos concentrada à noite e na madrugada, como pôde ser observado no


comportamento do TMY de Cuiabá. Outro fator importante a ser considerado é a

integridade dos indivíduos, especialmente em edificações térreas, onde as aberturas e

as esquadrias utilizadas devem assegurar a privacidade e a segurança dos usuários

nas horas do repouso noturno.

5.3 AVALIAÇÃO DE DESEMPENHO TÉRMICO

Nesta segunda etapa da pesquisa, objetivou-se identificar o comportamento

térmico das residências em condições reais de uso, cujos resultados foram

confrontados com as opiniões de seus moradores, quanto ao conforto térmico em

suas residências. De posse dos resultados obtidos foi realizada a avaliação de

desempenho térmico segundo os parâmetros definidos pela norma NBR15575-1

(ABNT, 2008), desta forma, obteve-se dados qualitativos quanto ao desempenho

térmico da envoltória das residências.

5.3.1 Comportamento Térmico no Período Quente Úmido

5.3.1.1 1° Monitoramento da CASA-T

As variações horárias de temperatura e umidade relativa do ar externo e das

temperaturas do ar internas, registradas no mês de março do dia 3 ao dia 10, estão

representadas na Figura 5. 14.

No ponto T.3 externo para o período monitorado a temperatura do ar máxima

foi de 36,9°C no dia 10/3 às 15h e a mínina de 23,8°C no dia 06/3 às 5h,

apresentando variação da umidade relativa de 42,6% a 92,1%, ao longo do período.

Observa-se que a temperatura do ar máxima e mínina registradas no

relatório12

climático, apresentado no Apêndice A, foi de 37,5 e 22,0°C, com

ocorrência de precipitações nos dias 4/3 e 6/3. Entre os dias 7/3 a 10/3 as condições

foram de céu claro com poucas nuvens, consequentemente, com temperaturas mais

elevadas, demonstrada pela ascendência das curvas de temperaturas externa e

internas.

12 Condições do Tempo Registradas na Capital até as 18h UTC (INMET) - Est. Met. Marechal

Rondon

http://www.inmet.gov.br/sim/cond_reg/tempoCapitais.php?data=2010-03-08


Figura 5. 14 - Variáveis monitoradas no período quente úmido: CASA-T

O ponto T.2 na sala registrou temperatura do ar máxima de 34,4°C no dia

10/3 às 17h, e mínina de 26,7°C no dia 06/3 às 6h30min. Durante o período

monitorado as temperaturas do ar neste ambiente apresentam-se com médias

máximas diárias de 31,6°C e as médias mínimas com 28,4°C.

Ponto T.1 no quarto, a temperatura máxima registrada foi 33,3°C no dia 10/3 às

17h30min e a mínima de 26,8°C no dia 06/3 às 7h. Para o período monitorado as

temperaturas do ar apresentam-se com médias máximas diárias de 30,5°C e as

médias mínimas com 28,3°C.

5.3.1.2 Análise do 1° monitoramento

As variações da temperatura e umidade relativa do ar externo apresentam-se

dentro do esperado para o mês de março, com alto índice de umidade relativa em

consequência das precipitações típicas para o período.

De modo geral as temperaturas internas desta residência apresentaram

variações menores que as externas, conforme comportamento das curvas de

temperaturas do ar dos ambientes, sala e quarto.

As temperaturas mais elevadas na sala podem ser justificadas pela parede à

Oeste, com insolação no período vespertino, como também, pela maior área de

paredes externas e de aberturas com vidro.


Quanto ao período noturno, a máxima registrada foi de 34,1°C, com ocorrência

predominante para as máximas no início da noite entre 18h e 19h, e das mínimas no

final da madrugada, entre 5h e 6h.

5.3.1.3 Avaliação da capacidade de amortecimento

Para avaliação da capacidade de amortecimento da envoltória, verificaram-se as

variações das temperaturas do ar mínimas e máximas de cada ambiente para o

período monitorado, comparadas às máximas e mínimas diárias das temperaturas do

ar externo, apresentadas na Figura 5. 15.

Figura 5. 15 - Temperaturas mín. e máx. no período quente úmido: CASA-T

As curvas das temperaturas internas apresentam amplitudes com redução

acentuada em relação às amplitudes apresentadas pelas temperaturas externas.

Porém, não apresentaram atraso térmico significativo, o atraso médio para a sala foi

de 2h, e para o quarto a média foi de 2h56min.

Observa-se que as temperaturas mínimas internas não acompanharam as

reduções das temperaturas externas registradas no período, fato este que contribui

para o desconforto térmico nos ambientes internos, ressaltando que os resultados

apresentados podem ter sido acentuados em consequência da reduzida ventilação dos

ambientes, pois a residência encontrava-se fechada no período monitorado.


Em seguida, verificou-se a amplitude média diária registrada, assim como o

amortecimento médio diário do período monitorado, apresentadas na Figura 5. 16.

Com relação às amplitudes diárias, o amortecimento registrado no quarto foi

de 7°C, correspondendo a um amortecimento de 76% da amplitude média diária

externa, na sala o amortecimento registrado foi de 6°C, o que representa um

amortecimento de 65% da amplitude média diária externa.

Figura 5. 16 - Amplitudes e Amortecimentos: período quente úmido – CASA-T

Para o período monitorado, a sala apresentou uma maior variação de

temperatura, com 1,2°C acima, em relação ao quarto, como observado no

comportamento das temperaturas máximas e mínimas destes ambientes,

apresentando um amortecimento para o período monitorado de 5,4°C,

correspondendo a 41% da amplitude térmica do período, sendo que o quarto

apresentou um amortecimento de 50% da amplitude térmica apresentada no período.

5.3.1.4 1° Monitoramento da CASA-M

As variações horárias da temperatura do ar, umidade relativa externa e das

temperaturas do ar internas, registradas no mês de março do dia 13 ao dia 20 estão

representadas na Figura 5. 17.

No ponto M.3 externo a temperatura do ar máxima registrada foi de 34,9°C

no dia 19/3 às 16h30min e a mínina de 24,6°C no dia 17/3 as 3h30min, enquanto, a


temperatura máxima e a mínina registradas no relatório13

climático foram de 37,1°C

e 23,0°C. Para a umidade relativa as variações no período monitorado apresentam-se

entre de 51,9% a 92,9%.

Figura 5. 17 - Variáveis monitoradas no período quente úmido – CASA-M

Ressaltando que nos dias monitorados as ocorrências de precipitações foram

registradas nos dias 15 e 16/3, e nos dias 19 e 20/3, como pode ser observado no

gráfico pelas variações das temperaturas e umidade do ar externo e interno. Para o

período noturno, a máxima registrada foi de 30,6°C às 18h.

No ponto M.2 na sala a temperatura do ar máxima registrada atingiu 35,9°C

no dia 19/3 às 16h30min e a mínina de 28,2°C no dia 16/3 às 7h30min. Durante todo

o período monitorado as temperaturas do ar neste ambiente foram as mais elevadas

da residência, com médias máximas diárias de 34,5°C e as médias mínimas com

29,2°C.

Para o ponto M.1 no quarto, a temperatura máxima registrada foi de 34,1°C,

no dia 19/3 às 16h30min, e a mínima foi de 27,8°C, no dia 16/3 às 7h. Observando

que a queda acentuada da temperatura do quarto no primeiro dia do monitoramento

foi devido ao uso do condicionador de ar, que foi utilizado apenas neste dia.


Rondon




A temperatura do ar e a umidade relativa externa apresentam variações mais

acentuadas, refletindo a maior instabilidade atmosférica ocorrida no período, dos oito

dias monitorados, em quatro foram registradas precipitações.

No período monitorado as temperaturas do ar interno desta residência

apresentaram variações mais próximas das temperaturas externas. Parte deste

comportamento deve-se ao fato das janelas terem permanecido abertas durante

algumas horas do dia, fazendo com que as temperaturas do ar interno tenham

variações mais próximas das condições externas.

Para a sala em todos os dias monitorados as temperaturas máximas internas

foram superiores às máximas externas, o que pode ser justificado pela parede com

janela metálica voltada para o Noroeste, com incidência da radiação solar a tarde

toda, provocando o alto desconforto térmico no ambiente.


Para avaliação da capacidade de amortecimento da envoltória, verificou-se as

variações das temperaturas mínimas e máximas de cada ambiente para o período

quente úmido, comparadas às máximas e mínimas diárias das temperaturas externas

apresentadas na Figura 5. 18.

Figura 5. 18 - Temperaturas mín. e máx. no período quente úmido: CASA-M


As variações das amplitudes externas refletem as precipitações ocorridas nos

dias monitorados, assim, as amplitudes das temperaturas internas acompanharam

estas variações sem ter apresentado atraso térmico significativo, a média para a sala

foi de 1h18min e para o quarto de 2h17min.

Em seguida, verificou-se a amplitude média diária e a registrada, assim como

o amortecimento médio diário e do período monitorado apresentados na Figura 5. 19.

Figura 5. 19 - Amplitude e Amortecimento: período quente úmido – CASA-M

Quanto às amplitudes diárias, o amortecimento registrado no quarto foi de

3,2°C, correspondendo a um amortecimento de 41% da amplitude média diária

externa. Na sala o amortecimento registrado foi negativo de -2,4°C, pois as

temperaturas máximas interna são mais levadas que as externa. Desta forma, para o

período monitorado a sala não apresentou amortecimento, e para o quarto o

amortecimento no período monitorado foi de 38%.

5.3.2 Comportamento Térmico no Período Quente Seco

5.3.2.1 2° Monitoramento da CASA-T

Estão representadas na Figura 5. 20 as variações horárias de temperatura e

umidade relativa do ar externo, e as temperaturas internas do ar dos ambientes

monitorados, sala e quarto, registradas no mês de setembro do dia 9 ao dia 16.


Figura 5. 20 - Variáveis monitoradas no período quente seco – CASA-T

No ponto T.3 externo a temperatura do ar máxima, no período monitorado,

foi de 38,9 °C registrada no dia 12/9 às 13h30min e a mínima com 22°C no dia 15/9

às 2h30min, com umidade relativa variando de 35,3% a 37,0%. Observa-se que, para

os dias 14 e 15 há ocorrência de queda brusca de temperatura e elevação da umidade

relativa, com as máximas entre 30°C e 32°C, e as mínimas de 22°C a 23°C. Para o

período noturno a máxima registrada foi de 35,4°C às 18h, no dia 12/9.

Quanto às variações da temperatura do ar registradas no relatório14

climático,

apresentado no Apêndice A, para o período monitorado a máxima foi de 40,3°C e a

mínima de 19,2°C com umidade relativa entre 24% e 60%, sem ocorrência de

precipitações apenas com alguns dias nublados, porém com entrada de frente fria nos

dias 14, 15/9, quando as temperaturas mínimas registradas foram de 19,2°C e 19,3°C

e as máximas de 30°C e 39,1°C.

Para o ponto T.2 na sala, a temperatura do ar máxima registrada foi de 35,7°C

às 15h no dia 12/9 e a mínima no dia 16/9 com 25,4°C às 6h. No período monitorado

as temperaturas do ar interno apresentaram-se com médias máximas diárias de

33,5°C e as mínimas com 28,4°C.

O ponto T.1 no quarto registrou temperatura do ar máxima de 32,7°C às

15h30min do dia 16/9 e a mínima ocorreu no mesmo dia, com 21,4°C às 3h30min.

14Condições do Tempo Registradas na Capital até as 18h UTC (INMET) - Est. Met. Marechal Rondon



As médias horárias para as temperaturas máximas do ar apresentam-se com 31,6°C e

as médias das mínimas com 23,9°C. Ressalta-se que neste ambiente nos dias

monitorados o condicionador de ar foi utilizado em todas as noites.


As variações da temperatura do ar e umidade relativa externa apresentam-se

dentro do esperado para o mês de setembro, nos oito dias monitorados a média das

máximas foi de 36,3°C e das mínimas de 25,3°C, próximas das médias para este mês

apresentadas no item 5.1.

Para os ambientes internos, conforme comportamento das curvas da sala e do

quarto, as variações das temperaturas do ar são menores que as do ar externo. Com

maior redução no quarto, em relação às temperaturas máximas registradas na sala,

mantendo o comportamento apresentado no mês de março.

Quanto ao período noturno as horas mais quentes estão entre as 18h e 24h com

médias das temperaturas do ar externo de 32,7°C. No intervalo entre 1h e 6h da

manhã há um decaimento contínuo da temperatura do ar com média de 24,4°C.


As variações das temperaturas do ar, mínimas e máximas de cada ambiente

para o período monitorado, e as máximas e mínimas diárias das temperaturas do ar

externo estão representadas na Figura 5. 21.

Figura 5. 21 - Temperaturas mín. e máx. no período quente seco: CASA-T


Para os dias monitorados, as variações da temperatura do ar interno

apresentam-se com amplitudes menores que as amplitudes das temperaturas do ar

externo, com atraso médio de 1h18min para a sala e de 2h56min para o quarto.

A amplitude média diária registrada no período, assim como o amortecimento

médio diário e do período monitorado estão apresentados na Figura 5. 22.

Para as amplitudes diárias, o amortecimento registrado na sala foi de 5,9°C,

correspondendo a um amortecimento de 53,63% da amplitude média diária externa,

no quarto o amortecimento registrado foi de 3,3°C, o que representa um

amortecimento de 30% da amplitude média diária externa.

Nos oito dias monitorados a sala apresentou uma variação de temperatura do

ar com 2,6°C acima da variação registrada no quarto, com um amortecimento de

6,6°C, correspondendo a 39% da amplitude externa. Para o quarto o amortecimento

foi de 5,6°C totalizando 33,1% da amplitude externa contabilizada no período

monitorado.

Figura 5. 22 - Amplitude e Amortecimento: período quente seco – CASA-T

5.3.2.4 2° Monitoramento da CASA-M

As variações horárias da temperatura do ar, umidade relativa externa e das

temperaturas do ar internas, registradas no período de 28 de setembro a 5 de outubro,

estão representadas na Figura 5. 23.


No ponto M.3 externo, a temperatura do ar máxima registrada foi de 38,6°C

no dia 28/9 às 14h30min e a mínina de 19°C no dia 3/10 às 5h. Ressalta-se, que as

condições atmosféricas registradas no relatório climático15

, apresentam-se com

acentuada instabilidade, com precipitações e frentes frias. As temperaturas máximas

variaram de 40,3°C a 24,7°C e as mínimas de 18,3°C a 26,5°C.

Para a umidade relativa registrada no ponto M.3, as variações no período

monitorado apresentam-se entre de 29,6% a 91,7%, com ocorrências de precipitações

registradas no dia 30/9 e nos dias 2/10 e 3/10, como pode ser observado no gráfico

pelas variações das temperaturas e umidade externa e das variações internas.

Figura 5. 23 - Variáveis monitoradas no período quente seco – CASA-M

O ponto M.2 na sala registrou temperatura do ar máxima de 37,5°C no dia

28/10 às 15h30min e a mínina de 22,8°C no dia 3/10 às 7h30min. Para o período

monitorado as temperaturas do ar neste ambiente continuaram sendo as mais

elevadas da residência, com médias máximas diárias de 33°C e as médias mínimas

com 28,1°C.

Para o ponto M.1 no quarto, a temperatura máxima registrada foi de 33,8°C,

no dia 28/9 às 20h, e a mínima foi de 21,8°C, no dia 5/10 às 10h30min. No período

monitorado as médias máximas apresentam-se com 31,2°C e as mínimas com


Rondon



24,4°C. Ressalta-se que o condicionador de ar foi utilizado em 5 noites e em 3 dias,

também à tarde entre 13h e 16h, dos 8 dias monitorados.


Para os ambientes internos, conforme comportamento das curvas da sala e do

quarto, as variações das temperaturas do ar são menores que as do ar externo,

comparadas às temperaturas máximas registradas no primeiro monitoramento.

As temperaturas mínimas no quarto apresentam-se abaixo das mínimas

externa, pelo uso do condicionador de ar.

Nos dias monitorados as temperaturas internas refletem a instabilidade

atmosférica do período com as frentes frias.


No gráfico da Figura 5. 24, estão representadas as variações das temperaturas

mínimas e máximas do ar externo e de cada ambiente.

Figura 5. 24 - Temperaturas mín. e máx. no período quente seco: CASA-M

As variações das temperaturas do ar interno apresentam-se com amplitudes

menores que as amplitudes das temperaturas do ar externo. Quanto ao atraso térmico,

foi contabilizada uma média de 2h18min para a sala. Para o quarto não foi possível

contabilizar o atraso térmico, devido ao uso do condicionador de ar à tarde, período

em que, frequentemente, ocorrem os picos das temperaturas máximas do ar externo.


Desta forma, na avaliação das amplitudes e do amortecimento médio diário e do

período monitorado, não foram considerados os parâmetros do quarto.

Quanto às amplitudes diárias, o amortecimento registrado na sala foi de

4,5°C, correspondendo a um amortecimento de 47,8% da amplitude média diária

externa, conforme apresentado no gráfico da Figura 5. 25.

Figura 5. 25 - Amplitude e Amortecimento: período quente seco – CASA-M

Nos dias monitorados a sala apresentou uma variação de temperatura do ar

com 1,8°C acima da variação registrada no ponto M.3 externo, contabilizando um

amortecimento de 4,3°C, correspondendo a 22,6% da amplitude externa acumulada

para o período monitorado.

5.3.3 Considerações Quanto ao Comportamento Térmico

De modo geral, para o comportamento térmico das residências, observa-se

que a CASA-T apresentou um amortecimento das variações das temperaturas do ar

externo maior que o amortecimento proporcionado pela CASA-M, analisando que

ambas possuem os mesmos tipos de paredes e lajes, no entanto a CASA-T tem

cobertura em telha cerâmica e a CASA-M em telha de fibrocimento de 7 mm, e

ainda, a CASA-T melhor posicionada, com o eixo longitudinal a Leste Oeste com

menor incidência solar em suas laterais, em relação CASA-M, implantada com o

eixo longitudinal no sentido Nordeste Sudoeste, tendo a lateral Noroeste exposta a

insolação direta.


5.3.4 Percepção dos Moradores Quanto ao Conforto Térmico

Os relatos obtidos referem-se às questões do item 5- Sua opinião quanto ao

conforto ou desconforto térmico em sua residência, do questionário 01, apresentado

no Apêndice B.

Os moradores da CASA-T a consideram relativamente confortável, bem

ventilada e protegida da insolação direta, somente a sala e o quarto da frente foram

apontados como prejudicados pelo sol da tarde. Quanto ao período do primeiro

monitoramento, mês de março, em que foi aplicado o questionário, acreditam que a

casa é mais fresca nos dias em que chove. Declararam ser no período da tarde em que

casa é mais quente, e que em alguns dias a noite também é muito quente. Porém, não

fariam nenhuma alteração na residência, pois acreditam não ser possível, com o

clima da cidade, ficar melhor que a situação atual.

Os moradores da CASA-M a consideram muito desconfortável em todas as

horas do dia, apontaram a sala como o pior ambiente da casa, pela insolação direta a

tarde toda. No período do primeiro monitoramento, mês de março, acreditam que a

casa é mais fresca à noite nos dias em que chove muito. Declararam que a casa de

um modo geral é mais quente à noite, e um pouco melhor pela manhã. Opinou que o

desconforto térmico da casa possa ser melhorado com a substituição da telha de

fibrocimento por telhas cerâmicas, com uma proteção na lateral da sala para barrar o

sol da tarde, e com a elevação da varanda lateral, que é baixa e parcialmente coberta

com telha de fibrocimento.

Deste modo, comparando-se o comportamento térmico apresentado por cada

edificação e as respostas de seus moradores, observa-se que de modo geral os

mesmos têm clara percepção das condições de conforto térmico em suas residências.

5.3.5 Avaliação de Desempenho Térmico: NBR 15575 / 2008

A obtenção dos dados horários de temperatura do ar dos ambientes

monitorados possibilitou a avaliação do desempenho térmico das residências, por

meio da análise das temperaturas internas da sala e do quarto, conforme definições

expressas na norma NBR 15575-1 (ABNT, 2008).


5.3.5.1 Avaliação por medição

Na aplicação do procedimento três, avaliação por medição, conforme

definições da referida norma, o dia considerado para avaliação deverá corresponder

ao dia típico de projeto de verão e de inverno, sendo recomendado como mínimo a

medição em três dias consecutivos, tomando-se para análise os dados do último dia.

Este procedimento é justificado por Akutsu (et al. 1995a) devido ao armazenamento

de calor nos componentes construtivos perdurar por algum tempo. Quanto maior for

a inércia térmica do componente maior será a energia térmica armazenada, ou seja, o

comportamento térmico do dia anterior, caso tenha sido de temperaturas mais

elevadas ou mais baixas, irá influenciar na resposta térmica do ambiente no dia

subsequente. Por esta razão recomenda a análise de três dias consecutivos com

variações diárias o mais homogênea possível, tomando-se para a avaliação o último

dia da sequência analisada.

Com a avaliação das temperaturas máximas e mínimas do ar externo e das

amplitudes diárias, foram selecionados os três dias mais homogêneos do período

monitorado de cada residência, selecionando-se o 3° dia como o dia típico para a

classificação do desempenho das residências. Verificou-se que para a Zona

Bioclimática 7 a avaliação deverá ser realizada apenas para o verão, tendo-se como

critério os valores para a temperatura do ar interna (Ti), com relação à temperatura

do ar externo (Te), sendo:

a) Ti.max ≤ Te.max, para o nível mínimo (M);

b) Ti.max ≤ (Te.max - 2°C), para o nível intermediário (I);

c) Ti.max ≤ (Te.max - 4°C) para o nível superior (S).

Para a CASA-T foram avaliados os dias 4, 5, e 6 de março, detalhados no

gráfico da Figura 5. 26, dos quais foi selecionado o dia 6/03 como o dia típico, com

temperatura máxima de 33,7°C e amplitude 9,5 °C. Comparando-se as temperaturas

máximas internas com as máximas externas, registradas no dia 6/03, obteve-se: para

a sala, Ti max = 30°C < Te max = 33,7°C, nível I; para o quarto Ti max = 29,3°C <

Te max = 33,7°C, nível S.


TBS Máx.= 33,5°C

Amplitude = 8,0°C

TBS Máx.= 33,1°C

Amplitude = 9,0°C

TBS Máx.= 33,7°C

Amplitude = 9,5°C

Figura 5. 26 – Seleção do dia típico, período quente úmido: CASA-T

Para a CASA-M foram avaliados os dias 14, 15, e 16 de março, detalhados no

gráfico da Figura 5. 27. O dia 16/03 foi selecionado para o dia típico, com

temperatura máxima do ar externo de 32,1°C e amplitude 6,4 °C.

TBS Máx.= 33,2°C

Amplitude = 6,5°C

TBS Máx.= 32,7°C

Amplitude = 6,0°C

TBS Máx.= 32,1°C

Amplitude = 6,4°C

Figura 5. 27 - Seleção do dia típico, período quente úmido: CASA-M

Com as temperaturas máximas do ar interno registradas no dia 16/03,

comparadas às máximas externa, obteve-se: para a sala, a Ti max. = 34,1°C > Te

max. = 32,1°C, o que não atinge o nível mínimo; para o quarto a Ti máx. = 31,3°C <

Te max. = 32,1°C, obtendo-se a classificação com nível M. Com estes resultados a

CASA-M na classificação final não atinge o nível mínimo.


Estes resultados confirmam o comportamento térmico apresentado pelas

residências, observando que para a CASA-T mesmo tendo apresentado um

amortecimento térmico diário de 76% para o quarto e 65% para sala, foi enquadrada

no nível intermediário, e para a CASA-M que apresentou um baixo percentual de

amortecimento térmico diário com 41% para o quarto e 31% para a sala, não atingiu

o nível mínimo fixado pela norma.

5.3.5.2 Avaliação por prescrição

A adequação de paredes externas, da cobertura e das aberturas para ventilação

é definida pela norma NBR 15575-4-5 (ABNT, 2008) como requisitos. Sendo os

critérios mínimos definidos pelos valores de transmitância térmica (U), absortância

(α) e capacidade térmica (CT), bem como, as áreas míninas das aberturas externas

para ventilação e a necessidade de sombreamento destas, para os ambientes de longa

permanência.

Os valores das propriedades térmicas de paredes e coberturas foram obtidos

conforme procedimentos definidos pela norma NBR 15220-3 (ABNT, 2005). Em

seguida, foram efetuadas as avaliações de paredes e coberturas das residências

monitoradas, com base nos parâmetros construtivos definidos para a Zona

Bioclimática 7, apresentados na Tabela 5. 2.

Com relação às paredes externas, as residências apresentam valores de

absortância solar abaixo de 0,60 com transmitância térmica inferior ao valor máximo

fixado para a Zona Bioclimática 7. Para a capacidade térmica, as paredes de bloco

cerâmico com 14 cm de espessura apresentam valores acima do mínimo definido

como adequado para a referida zona.

Quanto às coberturas, para telhas com absortância acima de 0,40 são

definidos valores de transmitância para os três níveis de desempenho, devendo ser

considerado o fator de ventilação (FV) do ático, que pode reduzir a transmitância

térmica total da cobertura.

As coberturas de ambas as residências não possuem áticos ventilados e

apresentam valores de transmitância superiores ao indicado para o nível mínimo.


Tabela 5. 2 – Parâmetros para paredes e coberturas

SUPERFÍCIES EXTERNAS α U (W/ m2K) CT (kJ/m

2K)

Critérios mínimos para paredes ≤ 0,60 ≤ 3,7 ≥ 130

Casa-T: Paredes de 14 cm, cor branca 0,20 2,49 158

Casa-M: Paredes de 14 cm, cor verde claro 0,40 2,49 158

Critérios para coberturas: U (W/ m2K) > 0,40 (M) ≤ 1,5 FV, (I) ≤ 1,0 FV, (S) ≤ 0,5 FV

Casa-T: Telha cerâmica + laje mista, cor

escura. Ático sem ventilação

0,75 1,92 W/ m2K

Casa-M: Telha fibrocimento + laje mista, cor

escura. Ático sem ventilação

0,80 1,93 W/ m2K

Com relação às aberturas para ventilação natural, na CASA-T a sala possui

três janelas máximo-ar na fachada frontal, com área de abertura efetiva de 0,30 m2, e

ainda, duas de correr sem venezianas na fachada lateral, com área de abertura efetiva

de 0,90 m2. Para o quarto monitorado, há uma janela de correr com veneziana

externa, tendo área de abertura efetiva de 0,58 m2.

Na CASA-M as esquadrias para os quartos e sala são de mesmo padrão,

janelas de correr com venezianas externas, com área de abertura efetiva de 0,58 m2.

Avaliando-se a correlação entre as áreas de piso dos ambientes e as áreas totais de

aberturas efetivas à passagem de ventilação, observa-se que para as salas das duas

residências estas áreas estão acima da taxa mínina fixada. Porém, para os quartos as

aberturas são menores que a área mínima recomendada, conforme valores

apresentados na Tabela 5. 3.

Tabela 5. 3 – Parâmetros para ventilação e sombreamento

CRITÉRIOS MÍNIMOS PARA ABERTURAS A ≥ 5% da área do piso

Casa-T Área de piso (m2) A ( m2) 5 %

Sala: 3 x(0,50 x 1,20m) 2 x (2,0 x 1,0 m) 30,58 2,70 > 1,52

Quarto: 1 x(1,50 x 1,0 m ) 13,75 0,58 < 0,69

Casa-M

Sala: 1x (1,50 x 1,0 m) 10,55 0,58 > 0,52

Quarto: 1x(1,50 x 1,0 m) 14,35 0,58 < 0,71

Sombreamento obrigatório para os quartos Dispositivo externo ao vidro

Casa-T: Quartos Com venezianas externas

Casa-M: Quartos e Sala Com venezianas externas


Quanto ao sombreamento das aberturas, o critério definido como obrigatório

apenas para os dormitórios é o uso de dispositivo de sombreamento externo ao vidro,

visando o controle da luminosidade e da ventilação.

5.3.5.3 Síntese da avaliação de desempenho térmico, segundo critérios da NBR

15575 / 2008.

Analisando o conjunto dos resultados obtidos com a avaliação de

desempenho térmico das residências, apresentados na Tabela 5.4, observa-se que as

duas residências apresentam problemas semelhantes, destacando o não atendimento

aos valores mínimos para transmitância térmica das coberturas, como também, as

áreas para ventilação dos dormitórios. Ressalta-se que, mesmo sendo por pequena

diferença, de 0,11 e 0,13 m2, os 5% da área do piso seria o mínimo para promoção

de uma ventilação adequada nos dormitórios.

Tabela 5. 4 – Síntese da avaliação de desempenho térmico

CRITÉRIOS NÍVEIS DE DESEMPENHO

CASA-T Geral CASA-M Geral

Paredes: U e CT Atende ao Mínimo M Atende ao Mínimo M

Coberturas: U Não atende ao Mínimo - Não atende ao Mínimo -

Ventilação (A) dos ambientes Não atende ao Mínimo - Não atende ao Mínimo -

Sombreamento - Quartos Atende ao Mínimo M Atende ao Mínimo M

Temp. Máx. dos ambientes Atende ao Intermediário I Não atende ao Mínimo -

Quanto ao procedimento de avaliação por medição, ter como critério mínimo

a temperatura do ar interno (Ti) menor ou igual à temperatura do ar externo (Te),

assim como, a não especificação de limites de ocorrência da Ti máxima para Zona

Bioclimática 7, pode não assegurar o atendimento das necessidades de conforto

térmico dos usuários.


5.4 AVALIAÇÃO DE DESEMPENHO TERMO-ENERGÉTICO

5.4.1 Consumo de Energia Elétrica

O perfil do consumo anual de energia elétrica de cada residência foi obtido

por meio dos dados mensais das faturas dos meses de janeiro a dezembro de 2010.

Na CASA-T, a média anual do consumo de energia elétrica foi de 301,41

kWh, com distribuição mensal ao longo do ano, representada na Figura 5. 28.

Figura 5. 28– CASA-T: histórico do consumo mensal de energia elétrica

O mês que apresentou maior consumo foi outubro com 384,0 kWh, seguido

do mês de maio com 378,0 kWh, os meses de menor consumo são abril com 172,0

kWh e junho com 254,0 kWh.

Contabilizando pelo período climático, nos meses de novembro a abril

(período úmido) a média consumida foi de 285,83 kWh, de maio a junho (período

ameno) a média foi de 319,0 kWh, e de agosto a outubro a média foi de 315,0 kWh.

Ressalta-se que o consumo mensal apresentado para o ano de 2010 reflete

algumas variações na rotina dos moradores, como a redução do consumo dos meses

de março e abril pela ausência daqueles, e o aumento no consumo do mês de maio

pelo acionamento de mais um condicionador de ar, utilizado esporadicamente por

visitantes, conforme informações relatadas pelos proprietários.


Com objetivo de identificar o consumo real para a rotina de seus moradores,

buscaram-se dados nas faturas de 2009, para os meses de março, abril e maio, sendo:

309 kWh, 255 kWh e 243 kWh, respectivamente, representados no gráfico.

Correlacionando os dados obtidos do consumo mensal com as temperaturas

médias do ano de referência, observa-se que o pico de consumo de energia elétrica

acompanha as variações da temperatura média do ar externo ao longo do ano.

Porém, sabe-se que o consumo de energia elétrica também está associado aos

hábitos de uso dos equipamentos eletroeletrônicos da residência. Deste modo, foram

obtidas algumas informações quanto ao comportamento dos moradores com relação

ao uso da energia elétrica, tais como: para reduzir o consumo, trocaram as lâmpadas

incandescentes por fluorescentes compactas, substituíram os condicionadores de ar e

a geladeira por modelos mais novos com selo Procel, e tomam cuidados diários para

não desperdiçar energia.

Quanto ao condicionamento ambiental, os ventiladores são utilizados

praticamente o ano todo nos ambientes de longa permanência. O condicionador de ar

é utilizado somente à noite por um período de 7h, nas noites mais quentes ocorre a

utilização paralela do ventilador e no período seco utilizam um umidificador de ar,

está prática foi observada no monitoramento do período quente seco

Para a CASA-M, na Figura 5. 29 apresenta-se a distribuição mensal ao

longo do ano, com média anual de 647,45 kWh.

Figura 5. 29– CASA-M: histórico do consumo mensal de energia elétrica


Os meses de maior consumo foram outubro com 800,0 kWh e março com

751,0 kWh. Com médias por período climático de 679,33 kWh entre novembro e

abril (período úmido), de 599,0 kWh entre maio e junho (período ameno), e de

666,66 kWh de agosto a outubro (período seco).

Para esta residência, a correlação entre o consumo de energia elétrica e as

variações da temperatura média do ar externo ao longo dos meses apresenta-se com

maior evidência, porém, observa-se que o total faturado em um mês é composto por

parte do consumo do mês anterior, dependendo da data da leitura do medidor.

Quanto ao comportamento dos moradores com relação ao uso da energia

elétrica, conforme respostas obtidas com os questionários declararam que, para

redução do consumo de energia trocaram as lâmpadas incandescentes por

fluorescentes compactas, substituíram os condicionadores por modelos mais novos

com selo Procel, quanto aos hábitos diários não são muito rigorosos com cuidados

para não desperdiçar energia.

Com relação ao condicionamento ambiental, utilizam ventiladores em todas

as horas com desconforto térmico ao longo do ano, nos ambientes de longa

permanência. O condicionador de ar é utilizado à noite por um período de 8 a 10h e

em alguns dias no período da tarde. Nas noites mais quentes ocorre a utilização

paralela do ventilador e no período mais seco utilizam um umidificador de ar.

Para avaliação do consumo por uso final, inicialmente, foi obtida a estimativa

do consumo médio mensal de cada residência, tendo como base as respostas dos

questionários apresentados nos Apêndices B, C e D, aplicados no mês de março.

Considerou-se, portanto, o período de alto consumo na estimativa da média mensal,

conforme tabelas de cálculo apresentadas no Apêndice E.

O consumo total estimado para a CASA-T foi de 358,12 kWh, dos quais

47,94% foi utilizado para o condicionamento ambiental, condicionador de ar e

ventiladores, conforme distribuição representada na Figura 5. 30.


Figura 5. 30– CASA-T: consumo por uso final de energia elétrica

O segundo maior consumo com 24,17% foi para refrigeração de alimentos e

água. O chuveiro elétrico ficou com 9,55% do consumo, a TV juntamente com

outros eletrodomésticos apresentam percentual de 26,52 %, e para iluminação tem-se

o menor percentual de 1,37%.

O consumo total estimado para a CASA-M foi de 640,35 kWh, sendo 65,46%

para o condicionamento ambiental, conforme distribuição na Figura 5. 31.

Figura 5. 31 – CASA-M: consumo por uso final de energia elétrica

O segundo maior consumo com 15,65% foi para refrigeração de alimentos e

água. Os eletrodomésticos e a TV totalizaram 15,23 %, para o chuveiro elétrico o

percentual foi de 3,53% e para iluminação tem-se o menor percentual de 0,14%.

Ressalta-se que para esta residência o baixo percentual para o chuveiro elétrico,

deve-se ao fato dos moradores não utilizarem água quente para o banho, o uso do

chuveiro no modo morno ou quente só ocorre em dias frios.


Os resultados apresentados apontaram março e outubro como os meses de

maior consumo para a CASA-M, e janeiro e outubro para a CASA-T. Observa-se que

em julho o consumo é mais elevado mesmo com as temperaturas mais baixas do ano,

podendo ser atribuído ao maior uso do chuveiro elétrico no modo quente. Quanto aos

usos finais o uso para o condicionamento ambiental foi dominante para as duas

residências.

5.4.2 Parâmetros para Simulação

Para avaliação das horas com possibilidade de uso da ventilação natural

obteve-se, segundo o modelo adaptativo, as temperaturas operativas (Top) de

conforto e os limites máximos e mínimos para os meses do ano de referência

representado na Figura 5. 32.

Figura 5. 32– Variação das temperaturas de conforto térmico para o ano de referência

Ao longo do ano de referência pelas variações mensais dos limites de

conforto térmico, as temperaturas operativas de conforto (Top) encontram-se entre

25,7 a 26,9°C. Quanto aos limites para aceitabilidade de 80% e 90% em conforto

térmico, apresentam-se mais uniformes para o período úmido, de novembro a abril,

com variação entre 22,6 a 23,1°C para o limite inferior e de 29,6 a 30,1°C no limite

superior para 80% de indivíduos satisfeitos.


Para os meses definidos neste estudo como referências nas análises de

desempenho termo-energético, representados na Tabela 5. 5, a temperaturas

operativas de conforto (Top) é de 26,5°C para o mês de março e 26,9°C para o mês

de outubro, o mês mais quente do ano, para o clima de Cuiabá.

Tabela 5. 5– Limites de conforto para os meses de referência

LIMITES DA FAIXA

DE CONFORTO

QUENTE ÚMIDO

MARÇO (°C)

QUENTE SECO

OUTUBRO (°C)

Superior para 80% de satisfeitos 30 30,4

Superior para 90% de satisfeitos 29 29,4

Conforto: Temperatura operativa 26,5 26,9

Inferior para 90% de satisfeitos 24 24,4

Inferior para 80% de satisfeitos 23 23,4

Tendo-se os limites da faixa de conforto para os dois meses, avaliaram-se as

temperaturas externa do ar ao longo das horas noturnas, que apresentam

possibilidades de conforto para 90% de aceitabilidade, conforme o modelo

adaptativo. Na Figura 5. 33 apresenta-se a faixa de conforto para o mês de referência.

Figura 5. 33- Intervalos de conforto das horas noturnas do mês de Março

Observa-se que para o mês de março no intervalo de 18h às 6h da manhã,

0,99% das horas apresentam-se com a temperatura operativa de conforto (Top) de

26,5°C.

As possibilidades de conforto térmico nas horas noturnas apresentam

distribuição com percentuais de:


a) 76,92 % das horas com conforto térmico, Top entre 24 e 29°C;

b) 5,45 % das horas com desconforto por calor, Top acima de 29°C;

c) 17,6 % das horas com desconforto por frio, Top abaixo de 24°C.

Para o mês de outubro, pela distribuição apresentada na Figura 5. 34, apenas

0,74 % das horas apresentam temperaturas operativas (Top) de 26,9°C.

Figura 5. 34- Intervalos de conforto das horas noturnas do mês de Outubro

As possibilidades de conforto térmico nas horas noturnas apresentam

distribuição com percentuais de:

a) 60,2 % das horas com conforto térmico, Top entre 24,4 e 29,4°C;

b) 21,3 % das horas com desconforto por calor, Top acima de 29,4°C;

c) 18,3 % das horas com desconforto por frio, Top abaixo de 24,4°C.

Analisando os percentuais das horas com temperaturas operativas nos limites

da faixa de conforto térmico, observa-se que há possibilidade do uso da ventilação

natural para redução de desconforto térmico em dormitórios no período noturno.

Os resultados obtidos com o modelo adaptativo confirmam as indicações da

estratégia de ventilação natural para as horas noturnas obtidas com a caracterização

bioclimática, no item 5.2.


5.4.2.1 Dia de Referência de Projeto

Para os dias de referência de projeto foram identificados os dias críticos para

os meses de março e outubro, sendo estes, o dia 13/3 e 4/10, representados nas

Figura 5. 35 e Figura 5. 36.

Figura 5. 35- Dia de referência de projeto: Março

Figura 5. 36- Dia de referência de projeto: Outubro

Analisando o comportamento das temperaturas do ar externo nos dias

críticos, observa-se que em março mesmo apresentando temperatura máxima de

35,4°C às 14h, as horas do período noturno entre 23h e 6h encontram-se com

temperaturas mais baixas com mínima de 23,7°C as 6h, e para outubro com

temperatura máxima de 39,2°C às 14h, as horas noturnas apresentam temperaturas

mais elevadas com mínima de 28°C as 6h.


Os referidos dias foram utilizados nas simulações para avaliações das cargas

térmicas máximas no dormitório.

5.4.3 Simulação Termo-energética

5.4.3.1 Calibração do Modelo Base

Os dados de temperatura e umidade relativa do ar externo do dia 16 de março,

obtidos com o monitoramento e os dados obtidos com a simulação, encontram-se

representados nas Figura 5. 37 e Figura 5. 38.

Figura 5. 37– Calibração do modelo: Temperatura externa medida e simulada

Figura 5. 38– Calibração do modelo: Umidade relativa medida e simulada

Para os dados externos as curvas de temperatura e umidade relativa do ar

apresentaram semelhanças na distribuição ao longo do dia, porém, com algumas


variações. A temperatura máxima simulada foi de 32,4°C às 14h, e a medida de

32,1°C às 15h 30min, para as mínimas a simulada foi de 25°C às 24h, e a medida de

24,6°C a 1h 30min, com médias de 27,3°C para as simuladas e 27,5°C para as

medidas. As maiores diferenças ocorreram nos horários da manhã com até 2°C e a

tarde com afastamento menor de até 1°C. Para a umidade relativa, mesmo com as

variações dos dados medido as médias foram de 80,9% medida e de 80,4% simulada,

com diferença irrelevante.

Observa-se que os dados da simulação são dados do Aeroporto Marechal

Rondon, e os dados externos medidos foram obtidos em área urbana, mais

precisamente na varanda da CASA-M, o que justifica as variações apresentadas.

Na Figura 5. 39, apresentam-se as variações da temperatura do ar obtidas com

a simulação e com o monitoramento dos ambientes sala e quarto.

Figura 5. 39– Calibração do modelo: Temperaturas internas medida e simulada

Para a sala, as curvas de temperatura apresentam-se mais próximas com

desvios de 0,5°C nos horários de pico, com as máximas de 33,6°C para a simulada e

de 34,10°C medida, apresentando média de 30,8°C para os dados obtidos com a

simulação e de 31°C para os dados medidos.

O quarto apresentou maior afastamento entre a curva dos dados medidos e

simulados no intervalo de 8h as 18h, com diferenças de 0,7 a 1,1°C as 14h 30min.


As médias para o quarto apresentam-se com 29,6°C para os dados medidos e

29,3°C para os dados obtidos com a simulação. À noite os resultados obtido com a

simulação ficaram muito próximos, com a mesma temperatura mínima de 27,9°C as

5h 30min nas curvas simulada e medida.

Os resultados obtidos para a temperatura radiante média (Trm), com os dados

das temperaturas de globo monitoradas, foram comparados às temperaturas radiante

médias simuladas para o quarto e sala, apresentadas na Figura 5. 40.

Figura 5. 40– Calibração do modelo: Temp. radiante média medida e simulada

As diferenças nas curvas para a sala são semelhantes às variações

apresentadas para as temperaturas do ar. A máxima para a Trm medida foi de 31,2°C

e para a simulada de 30,3°C, com desvio de 1h. A média da Trm medida foi de 31°C

e a simulada de 30,8°C, apresentando diferença de 0,2°C.

Para o quarto as diferenças apresentam-se mais acentuadas nas horas do dia

com variação de 0,3 a 1,1°C, à noite apresentam-se praticamente iguais. A média das

Trm simuladas foi de 30,1°C e para as medidas de 31°C.

Pelas proximidades apresentadas pode-se dizer que a Trm simulada

representou as condições reais da edificação de referência para o modelo base. Deste

modo, a temperatura operativa obtida por meio da simulação foi considerada

representativa das condições reais do dormitório de referência.


5.4.3.2 Análise de Sensitividade

Na primeira etapa da análise de sensitividade, foi realizada a verificação da

composição das cargas térmicas sensíveis de resfriamento no dormitório para o dia

13/3, representado na Figura 5. 41.

Figura 5. 41– Modelo base: carga térmica de resfriamento do dormitório

O pico máximo da carga de resfriamento para o dia crítico ocorre às 21h, no

inicio da operação do condicionador de ar, com a temperatura do ar externo a 29,5°C

e umidade relativa de 71%. Para o ar interno a temperatura é de 20°C e a umidade

relativa de 64,2%, com estas condições a carga térmica sensível máxima de

resfriamento foi de 2922,59 W. Na composição deste total os ganhos de calor

internos, pessoas, iluminação e a televisão, contribuem com 7,4%. Dos fluxos de

calor provenientes dos componentes construtivos, os fluxos das paredes internas têm

maior contribuição com 38,4%, seguidos pelos do teto com 21,3% e das paredes

externas com 16,9%.

Estes resultados confirmam a contribuição dos componentes construtivos no

aquecimento dos ambientes no período noturno, neste caso destacando a contribuição

das paredes internas e do teto, no horário de carga de resfriamento máxima.

Na Figura 5. 42, apresenta-se o total da carga de resfriamento, do modelo

base e as resultantes para cada alternativa, simuladas para o dia crítico de março.


Figura 5. 42– Carga térmica total para 13/3: Modelo x Alternativas

A carga térmica total do modelo base, composta pela carga térmica sensível,

latente e infiltrações, foi de 4453,3 W. Comparada ao modelo a alternativa A1, telha

cerâmica escura sem ventilação do ático, apresentou redução da carga térmica de

2,0%. Para a alternativa A2, a mesma telha com ventilação do ático, o percentual de

redução foi de 2,9%.

Para as alternativas com telha cerâmica clara, a B1 sem ventilação do ático,

apresentou redução de 28,4%, enquanto para a alternativa B2 com ventilação do

ático, a redução foi de 28,6%, comparadas a carga térmica apresentada pelo modelo

base.

O total da carga de resfriamento do modelo base e as resultantes para cada

alternativa simulada, para o dia crítico de outubro são apresentados na Figura 5. 43.

Figura 5. 43– Carga térmica total para 4/10: Modelo x Alternativas


Para o modelo base a carga térmica total neste período foi de 4962,25 W.

Comparada ao modelo base, a alternativa A1 com telha cerâmica sem ventilação do

ático apresentou redução da carga térmica de 1,7%. Para a alternativa A2 com a

mesma telha mais a ventilação do ático, o percentual de redução passou para 2,6%.

Nas alternativas com a telha cerâmica clara, comparadas ao modelo base, na

B1 sem ventilação do ático, a redução da carga térmica foi de 16,6%. Para a

alternativa B2 com ventilação do ático, a redução passou para 16,9%.

Comparado as alternativas simuladas, a telha cerâmica clara para as duas

alternativas, B1e B2, com ou sem ventilação do ático, apresenta um desempenho

bem acima das alternativas com a telha de maior absortância.

Observa-se que, os resultados obtidos apresentam impactos diferenciados

para os períodos avaliados. Para o dia crítico do mês de outubro a redução da carga

térmica é menor, como relação aos resultados apresentados para o dia crítico do mês

de março. Deste modo, optou-se por simular todas as alternativas paras os meses do

período quente úmido e do período quente seco.

5.4.4 Simulação das Alternativas para o sistema de Cobertura

Para os ajustes do modelo base foram verificadas as temperaturas operativas

em todas as alternativas simuladas, na Figura 5. 44 apresentam-se os resultados para

o dia crítico de março.

Figura 5. 44– Conforto térmico das alternativas simuladas: Termostato a 20°C


No dia crítico do período quente úmido com o termostato a 20°C, após o pico

de resfriamento, as temperaturas operativas (To) em todas as situações simuladas

apresentaram-se dentro dos limites de conforto térmico, entre 22°C a 25,5°C,

conforme NBR16401-2 (ABNT, 2008).

Para o dia crítico de outubro, as temperaturas operativas apresentaram-se fora

dos limites de conforto em 55% até 90% das horas, em todas as alternativas

simuladas, apresentada na Figura 5. 45.


Deste modo, as simulações foram repetidas com o termostato ajustado para

18°C, com o ajuste após o pico de resfriamento, todas as alternativas simuladas

apresentaram-se com as temperaturas operativas no intervalo de conforto térmico,

conforme apresentado na Figura 5. 46.



Para as avaliações quanto ao consumo de energia, as simulações foram

configuradas de duas maneiras.

1) Para o período quente úmido, temperatura de controle a 20°C, período de

operação de 21h às 6h para todos os dias do mês.

2) Para o período quente seco, temperatura de controle a 18°C, período de

operação de 21h às 6h para todos os dias do mês.

Nas Figura 5. 47 e Figura 5. 48 apresentam-se o total mensal da energia

consumida pelo condicionador de ar nos períodos analisados, para o modelo base e

para cada alternativa simulada.

Figura 5. 47– Período quente úmido: Consumo mensal de energia do CA

Figura 5. 48– Período quente seco: Consumo mensal de energia do CA


Os resultados para o consumo de energia ao longo dos meses refletem o

comportamento apresentado por cada alternativa na avaliação da carga térmica para

os dias críticos. As coberturas com telhas cerâmicas de menor absortância

apresentaram maior redução no consumo de energia, comparadas às coberturas com

telhas cerâmicas com maior absortância, como pode ser observado na redução do

consumo em cada período, apresentado nas Tabela 5. 6 e Tabela 5. 7.

Tabela 5. 6– Consumo total no período quente úmido

MODELO

α 0,80

TELHA

α 0,75

TELHA

α 0,30

TELHA

α 0,75+FV

TELHA

α 0,30+FV

Consumo (kWh) 1456,59 1428,02 1162,87 1413,27 1159,51

Diferença (kWh)

28,57 293,71 43,32 297,07

Redução (%)

1,96 20,16 2,97 20,40

ooo

Tabela 5. 7– Consumo total no período quente seco

MODELO

α 0,80

TELHA

α 0,75

TELHA

α 0,30

TELHA

α 0,75+FV

TELHA

α 0,30+FV

Consumo (kWh) 870,53 856,22 715,53 849,93 714,04

Diferença (kWh)

14,31 155 20,6 156,49

Redução (%)

1,64 17,81 2,37 17,98

Observa-se que o impacto no consumo de energia foi mais acentuado nos

meses de novembro a abril, com relação às reduções apresentadas para o período de

agosto a outubro, em decorrência das temperaturas mais elevadas no período quente

seco, associadas às taxas de umidade relativas mínimas anuais.

Na Tabela 5. 8 apresenta-se a eficiência anual de cada sistema de cobertura

pelos percentuais de redução contabilizados para os dois períodos.

Tabela 5. 8– Consumo total no ano

MODELO

α 0,80

TELHA

α 0,75

TELHA

α 0,30

TELHA

α 0,75+FV

TELHA

α 0,30+FV

Consumo (kWh) 2327,12 2284,24 1878,40 2263,20 1873,55

Diferença (kWh)

42,88 448,71 63,92 453,56

Redução (%)

1,84 19,28 2,75 19,49


5.4.5 Simulação da Ventilação Natural

Com os resultados obtidos para o sistema de cobertura, optou-se pelas

alternativas A1 e B1 sem ventilação do ático, que apresentaram os menores

percentuais de redução no consumo de energia, o que possibilitou uma melhor

observação das variações da temperatura interna com relação à ventilação natural

para o período noturno no dormitório.

Na Figura 5.49 e Figura 5.50 apresentam-se as variações ao longo do ano das

temperaturas do ar interno e externo para alternativas A1 e B1, nos horários de 18h

as 6h da manhã.

Figura 5. 49– Temperaturas externa e interna com telha-α 0,75

Figura 5. 50– Temperaturas externa e interna com telha-α 0,30


Observa-se que, com a telha de absortância maior para os meses mais úmidos

a temperatura do ar no dormitório apresenta-se mais elevada que temperaturas do ar

externo, e para os meses mais secos há uma aproximação maior das temperaturas

interna com relação à externa.

A alternativa com telha de absortância menor apresenta uma redução das

temperaturas do ar no dormitório, com maior intensidade nos meses mais úmidos,

com relação aos meses do período seco, onde a redução apresenta-se com menor

intensidade.

Com relação às condições de vento, conforme dados do TMY de Cuiabá no

item 5.1, verificou-se elevados percentuais de ausência de vento à noite, período com

maior ocupação nas edificações residenciais. Deste modo, com a simulação para os

dias mais críticos dos períodos avaliados, verificaram-se o fluxo de ar externo na

abertura da janela, as temperaturas do ar interno no dormitório e as temperaturas do

ar externo no intervalo de 18h as 6h.

Para o dia crítico de março o fluxo de ar apresenta-se com velocidade

variando entre 0,37 a 0,89 m/s, com maior intensidade após as 23h. Na madrugada o

fluxo se mantém mais elevado com temperaturas do ar externo mais baixas, entre

23,8°C a 26,3°C, comparadas as temperaturas do início da noite.

Na Figura 5. 51 e Figura 5. 52 apresentam-se as condições no dormitório com

ventilação noturna para as alternativas A1 e B1.

Figura 5. 51- Ventilação noturna no dia crítico 13/3 – A1

ooo


Figura 5. 52- Ventilação noturna no dia crítico 13/3 – B1

Quanto à temperatura do ar interno, com a alternativa A1 a média foi de

30,4°C, enquanto a alternativa B1 apresentou maior redução com média de 29,4°C.

Com relação ao comportamento térmico apresentado pelas alternativas nas horas da

madrugada, observa-se a diferença entre as temperaturas internas e externas, com

média de 4,3°C para alternativa A1 e média de 3,3°C para a alternativa B1.

Para o dia crítico de outubro o fluxo de ar apresenta-se com velocidade entre

0,99 a 2,3m/s com maior intensidade após as 24h. Na madrugada o fluxo é de

1,35m/s a 1h, e mais uniforme com 0,99m/s até o final da manhã.

As condições no dormitório com ventilação noturna para as alternativas A1

e B1 no dia crítico de outubro são apresentadas na Figura 5. 53 e Figura 5. 54.

Figura 5. 53- Ventilação noturna no dia crítico 4/10 – A1


Figura 5. 54- Ventilação noturna no dia crítico 4/10 – B1

Para outubro as temperaturas externas noturnas são mais elevadas com média

de 31,7°C. Na madrugada as diferenças entre a temperatura do ar interno e externo

para alternativa A1 foi de 2,9°C com temperatura média interna de 31,8°C e para a

B1 foi 1,05°C com temperatura média interna de 31,2°C.

As condições de conforto térmico no dormitório foram avaliadas com os

limites de conforto térmico de cada mês, segundo o modelo adaptativo, comparados

às temperaturas operativas (Top) para o intervalo de 18h as 6h da manhã. Na Tabela

5. 9 apresentam-se os resultados para as alternativas A1, telha com α de 0,75 sem

ventilação do ático, e para B1 com α de 0,30 sem ventilação do ático, obtidas para o

período úmido.

Tabela 5. 9 - Condições de conforto com ventilação noturna

QUENTE ÚMIDO- Telha:α 0,75 18h às 6h

Mês Frio Conforto Calor Horas

Nov 0% 56% 44% 390

Dez 0% 33% 67% 403

Jan 0% 49% 51% 403

Fev 0% 55% 45% 364

Mar 0% 46% 54% 403

Abr 14% 38% 48% 390

Total 2% 46% 52% 2353

QUENTE ÚMIDO- Telha:α 0,30 18h às 6h


Nov 1% 78% 22% 390

Dez 0% 71% 29% 403

Jan 0% 74% 26% 403

Fev 2% 77% 21% 364

Mar 0% 78% 22% 403

Abr 18% 55% 28% 390

Total 3% 72% 25% 2353


Para o período a alternativa com telha clara apresenta maior porcentagem de

horas com conforto térmico, com relação à alternativa com telha escura, com

diferença de 26%. Observa-se que para a telha clara há um pequeno acréscimo nas

horas abaixo do limite mínimo e uma redução acentuada nas horas acima do limite

máximo.

Contabilizando as horas com possibilidade de uso do condicionamento

natural no período úmido, a alternativa A1 apresentou conforto térmico em 1059

horas e a alternativa B1 em 1694 horas, representando aproximadamente 3 meses

para a primeira alternativa e 4,5 meses para a segunda alternativa sem uso do

condicionador de ar.

Para o período seco, apresentado na Tabela 5. 10, a diferença entre as

alternativas é de 11%, e as horas com conforto nas duas alternativas não atingem

50% das horas noturnas.

Tabela 5. 10- Condições de conforto com ventilação natural

QUENTE SECO- Telha: α 0,75 18h às 6h


Ago 17% 30% 53% 403

Set 11% 25% 64% 390

Out 2% 35% 63% 403

Total 10% 30% 60% 1196

QUENTE SECO- Telha: α 0,30 18h às 6h


Ago 20% 37% 43% 403

Set 16% 37% 47% 390

Out 6% 49% 5% 403

Total 14% 41% 45% 1196

Os resultados apresentados confirmam a maior possibilidade de uso da

ventilação natural no período quente úmido. No período quente seco a eficiência da

telha com absortância menor é mais reduzida, comparada aos resultados apresentados

pelas alternativas no período úmido. Deste modo, as horas com possibilidade do

condicionamento natural são mais limitadas, com 359 horas para alternativa A1 e de

409 horas para a alternativa B1.

113 Capítulo VI – Conclusão

6. CONCLUSÃO

Na primeira etapa desta pesquisa o estudo da carta bioclimática de Cuiabá,

com a avaliação distinta para os horários diurnos e noturnos, demonstrou que é a

ventilação a mais indicada para a redução do desconforto térmico noturno, sendo

mais eficiente no período quente úmido, do que em relação à indicação para o

período quente seco com baixa umidade do ar. Conclui-se também que os resultados

obtidos confirmaram as estratégias indicadas pela norma NBR 15220-3 (ABNT,

2005) para a Zona Bioclimática 7.

As avaliações de desempenho térmico possibilitaram a identificação de

alguns dos aspectos que afetam as condições térmicas das residências estudadas,

como à implantação inadequada com relação à orientação solar, a ausência de

sombreamento efetivo de aberturas, áreas inadequadas para ventilação dos

dormitórios, e, principalmente, a inadequação das coberturas.

Quanto aos resultados obtidos para as paredes externas, observa-se que,

apesar de apresentarem capacidade térmica e transmitância adequadas, com relação

aos critérios da norma NBR 15575-4 (ABNT, 2008), não apresentaram inércia

térmica compatíveis com as estratégias indicadas para a Zona Bioclimática 7. Os

valores máximos de atraso térmico identificado no monitoramento para as duas

residências não atingiu 3h, mesmo na CASA-T que em março foi monitorada

fechada.

O levantamento do consumo de energia das residências demonstrou a relação

direta do consumo com a posse de equipamentos eletroeletrônicos, os hábitos de uso

e o comportamento dos moradores quanto aos cuidados no uso da energia elétrica,

associados aos fatores condicionantes do clima local.


Conclui-se deste modo que estes fatores têm grande influência no consumo de

energia elétrica, e que a melhoria do desempenho térmico da envoltória por meio de

componentes construtivos mais adequados às características do clima local, pode ser

determinante na redução do consumo de energia elétrica para o condicionamento

ambiental de dormitórios no período noturno.

Com base nos resultados obtidos com as simulações, conclui-se que a

cobertura tem influência no consumo de energia residencial. Para as tipologias

avaliadas e para o clima local, os componentes construtivos têm maiores influências

na carga térmica sensível de resfriamento, quando comparadas às cargas internas em

dormitórios, que são baixas nos horários do repouso noturno.

Os fatores de transmitância e absortância das coberturas podem ter

influências significativas na energia consumida por condicionadores de ar. O uso de

cores claras de baixa absortância é uma forma eficaz na redução do consumo de

energia, enquanto que a redução da transmitância por meio da ventilação do ático

pode apresentar-se menos eficiente.

A menor eficiência apresentada pela redução da transmitância por meio da

ventilação do ático demonstrou que a eficiência desta estratégia depende de fatores

quanto à configuração das aberturas na cobertura associados aos fatores do clima

local, como direção e velocidade de vento.

A eficiência de cada alternativa para a cobertura pôde ser comprovada pela

redução anual da energia elétrica consumida pelo condicionador de ar. Para as

alternativas com telhas claras a redução foi de 19,28% e de 19,49%, enquanto que as

alternativas com telhas escuras a redução apresentada foi de 1,84% e de 2,75%.

Os resultados da verificação da possibilidade do uso da ventilação noturna

permitiram afirmar que o condicionamento passivo pode proporcionar conforto

térmico em dormitórios nos meses do período quente úmido, sendo menos eficiente

para os meses do período quente seco. Porém, estudos mais amplos são necessários

para avaliar as formas mais apropriadas do uso da ventilação noturna em dormitórios,

mantendo a privacidade e a segurança dos usuários.


Com base nos resultados obtidos confirmaram-se as possibilidades de redução

do consumo de energia elétrica pelo uso de condicionadores de ar no período noturno

em dormitórios, por meio de maior eficiência térmica das coberturas conjugada ao

uso adequado da ventilação natural em dormitórios.

6.1 LIMITAÇÕES DO TRABALHO

Para os estudos quanto à cobertura, não foram obtidos dados de temperatura

do ar no ático e da temperatura superficial das coberturas nas edificações

monitoradas, o que limitou a calibração da cobertura para o modelo base.

Não foram realizados testes de sensitividade para outras configurações de

ventilação do ático.

Pela falta de dados de ventos, as simulações para a ventilação foram

realizadas pelo método mais simplificado do AirflowNetwork no Energyplus, sem

considerar as ângulos de incidência e os coeficientes de pressão em cada face, para

o modelo base.

6.2 CONSIDERAÇÕES PARA TRABALHOS FUTUROS

Com o desenvolvimento deste trabalho foi possível observar a importância do

desempenho térmico noturno em dormitórios, tanto para a qualidade do sono dos

usuários, como para a otimização da eficiência energética em unidades residenciais.

Deste modo, observa-se a necessidade de ampliação de estudos relacionados ao

desempenho térmico nestes ambientes.

Estudos quanto às configurações para a ventilação do ático e seus efeitos

sobre o consumo de energia elétrica residencial.

Estudos mais detalhados sobre o uso da ventilação noturna em dormitórios,

com base em dados reais das condições de vento.

Estudos sobre aberturas efetivas para ventilação adequada em dormitórios,

considerando as condições do clima da região, assim como as tipologias das

aberturas e de esquadrias mais apropriadas às necessidades de privacidade e

segurança nestes ambientes no período noturno.

116 Capítulo VII – Referências Bibliográficas

7. BIBLIOGRAFIAS

7.1 BIBLIOGRAFIAS CITADAS

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124 Apêndices

8. APÊNDICES

8.1 APÊNDICE A

RELATÓRIOS DE OCORRÊNCIAS CLIMATOLÓGICAS

Ocorrências observadas durante todos os períodos: Manhã. Tarde e Noite.

1. Condições do Céu: Claro; Claro com Sol; Poucas Nuvens; Parcialmente

Nublado; Encoberto;

2. Ocorrência de chuvas: Chuva; Chuva Fraca.

MONITORAMENTO DO PÉRIODO QUENTE ÚMIDO

MARÇO 2010 – MONITORAMENTO DA CASA-T

Data Período Ocorrência Est. Met. Marechal Rondon *

T.min-°C T.max-°C UR% Chuva(mm)

3/03 Manhã Parcialmente nublado com sol 22,0 34,5 56 00,0

Tarde Parcialmente nublado com sol

Noite Nublado

4/03 Manhã Nublado 22,8 34,1 60 24,4

Tarde Nublado com Chuva

Noite Nublado

5/03 Manhã Parcialmente nublado com sol 23,4 34, 0 84 0,00

Tarde Parcialmente nublado com sol

Noite Nublado

6/03 Manhã Parcialmente nublado com sol 22,8 34,6 54 16,8

Tarde Nublado com Chuva

Noite Nublado

7/03 Manhã Claro com sol 24,5 35,5 51 0,00

Tarde Poucas Nuvens com sol

Noite Claro

8/03 Manhã Claro com sol 24,0 36,10 47 0,00


Noite Claro

9/03 Manhã Poucas Nuvens com sol 24,2 36, 3 50 0,00


Noite Claro



Noite Claro

125 Apêndices

MARÇO 2010 – MONITORAMENTO CASA-M


T.min-°C T.max-°C UR% Chuva (mm)



Noite Nublado

14/03 Manhã Parcialmente Nublado com Sol 25,3 34,8 47 0,00


Noite Nublado


Tarde Nublado Chuva Fraca

Noite Nublado com Chuva

16/03 Manhã Nublado sem Sol 23,0 34,2 56 45,7

Tarde Parcialmente Nublado com Sol

Noite Nublado com Chuva



Noite Claro

18/03 Manhã Poucas Nuvens com sol 24,2 37,1 45 0,00

Tarde Parcialmente Nublado com Sol

Noite Claro


Tarde Encoberto com Chuva

Noite Parcialmente Nublado

20/03 Manhã Nublado com Chuva 24,3 32,3 68 10,0

Tarde Parcialmente Nublado

Noite Nublado

* Condições do Tempo Registradas na Capital até as 18h UTC (INMET)


126 Apêndices

MONITORAMENTO DO PÉRIODO QUENTE SECO

SETEMBRO 2010 – MONITORAMENTO DA CASA-T

Data Período do dia Ocorrência Est. Met. Marechal Rondon *

T.min-°C T.max-

°C

UR% Chuva

(mm)

9/09 Manhã Encoberto 21,2 39,4 30,0 0,00

Tarde Claro com Sol

Noite Claro

10/09 Manhã Claro com Sol 22,4 39,7 25,0 0,00

Tarde Claro com Sol

Noite Claro


Tarde Encoberto

Noite Encoberto


Tarde Claro com Sol

Noite Claro


Tarde Claro com Sol

Noite Claro

14/09 Manhã Encoberto 23,0 32,9 60,0 0,00

Tarde Encoberto

Noite Claro

15/09 Manhã Encoberto 19,2 30,0 57,0 0,00

Tarde Encoberto

Noite Encoberto


Tarde Claro com Sol

Noite Claro

127 Apêndices

SETEMBRO / OUTUBRO 2010 – MONITORAMENTO CASA-M


T.min-°C T.max-°C UR% Chuva (mm)


Tarde Claro com Sol

Noite Claro


Tarde Parcialmente nublado

Noite Encoberto

30/9 Manhã Nublado com chuva fraca 24,2 35,5 52,0 2,8

Tarde Nublado

Noite Encoberto



Noite Encoberto

2/10 Manhã Nublado com chuva fraca 24,4 27,0 87,0 4,80

Tarde Nublado com chuva fraca

Noite Encoberto

3/10 Manhã Parcialmente nublado 18,3 24,7 84,0 5,00

Tarde Nublado com chuva

Noite Encoberto


Tarde Nublado

Noite Encoberto



Noite Nublado

* Condições do Tempo Registradas na Capital até as 18h UTC (INMET)


128 Apêndices

8.2 APÊNDICE B


FACULDADE DE ARQUITETURA, ENGENHARIA E TECNOLOGIA

Programa de Pós-graduação em Engenharia de Edificações e Ambiental

A presente pesquisa tem por objetivo avaliar o consumo de energia elétrica e

quanto ao conforto térmico em residências unifamiliares. Sendo necessário levantar

dados quanto aos equipamentos eletroeletrônicos e a forma de uso dos mesmos.

Assim como, as opiniões dos moradores quanto ao conforto ou desconforto térmico

em sua residência.

QUESTIONÁRIO – 01

1- Informações sobre a residência

Nome: ____________________________________________________________________________

Quantas pessoas moram na residência? __________________________________________________

Há quanto tempo moram nesta residência? _______________________________________________

N° de Quartos ________________________ N° Banheiros __________________________________

2- Informações sobre posse e uso de equipamentos

Tomam algumas medidas para economizar energia?Quais?___________________________________

N° de Chuveiros elétricos na residência?_________________________________________________

Em quais horários mais utilizam o chuveiro elétrico?_______________________________________

Altera a temperatura do chuveiro com freqüência?______ ___________________________________

Em algum período do ano utiliza o chuveiro sem aquecimento?Qual?__________________________

__________________________________________________________________________________

Quanto ao ferro de passar roupas:

Utiliza quantas vezes por semana?____Por quanto tempo aproximadamente?____________________

Quanto à máquina de lavar roupas e outros:

Utiliza quantas vezes por semana?______Por quanto tempo aproximadamente?__________________

Possui Microondas?__________________________________________________________________

Qual a freqüência de uso?_____________________________________________________________

Quais outros eletrodomésticos de sua cozinha?____________________________________________

Outros Equipamentos:

N° de TVs?______Qual o tempo de uso da TV, aproximadamente?____________________________

Possui parelho de som?_______________________________________________________________

Qual a freqüência de uso?_____________________________________________________________

Utilizam computadores?_____ N°______________________________________________________

129 Apêndices

Qual a freqüência de uso dos computadores?______________________________________________

Utilizam secador de cabelo? Com que freqüência?_________________________________________

3- Informações: sistema de iluminação artificial.

Utilizam lâmpadas incandescentes?_____________________________________________________

Utilizam lâmpadas fluorescentes?_____________________ _________________________________

Utilizam alguma lâmpada acesa durante o dia?_____Em quais ambientes?______________________

Costuma manter alguma lâmpada acessa a noite toda?____Quantas e em quais ambientes?

__________________________________________________________________________________

Considera sua residência bem iluminada (luz natural) durante o dia?______ _____________________

4- Informações: sistemas de ventilação e refrigeração.

Qual o número de ventiladores instalados?_____Em quais ambientes?__________________________

Em quais ambientes utilizam ventiladores com mais freqüência?_____________________________

Por quanto tempo aproximadamente?____________________________________________________

Qual o N° de condicionadores de ar instalados?____Em quais ambientes? ______________________

Em quais ambientes utilizam condicionadores de ar com mais freqüência?______________________

O uso dos condicionadores varia ao longo do ano?_________________________________________

Em quais períodos do ano são mais utilizados?____________________________________________

Em quais períodos do ano são menos utilizados?___________________________________________

Tem conhecimento do consumo de energia dos condicionadores de ar de sua

residência?_________________________________________________________________________

Quanto ao consumo de energia elétrica:

Considera o consumo mensal de energia em sua residência:

Muito alto___Alto___Normal____Por qual razão?_________________________________________

Considera ser possível reduzir o atual consumo de energia em sua residência?____________________

__________________________________________________________________________________

5- Sua opinião quanto ao conforto ou desconforto térmico em sua residência.

Considera de modo geral sua residência confortável ou desconfortável

termicamente?______________________________________________________________________

Neste período do ano é mais confortável, e por quais motivos?_______________________________

__________________________________________________________________________________

Neste período do ano, em quais períodos do dia sua casa é menos confortável?__________________

Faria alguma alteração para torná-la mais confortável?_____________________________________

Agradecemos por sua valiosa participação neste trabalho.

130 Apêndices

8.3 APÊNDICE C

QUESTIONÁRIO – 02

Dados do período noturno e o uso de condicionadores de ar

Os objetivos desta pesquisa é identificar as preferências térmicas em relação ao seu

quarto , assim como, o padrão de uso de condicionador de ar no período noturno.

Nome:__________________________________________________________________

Quanto aos seus hábitos noturnos e o ambiente de seu quarto:

Qual vestimenta usa para dormir? Cobre-se para dormir?

□ Short+ Camiseta s/ manga

□ Short+ Camiseta c/ manga

□ Camisola curta s/ manga

□ Camisola curta c/ manga

□ Outra:________________________

□ Sim □ Não

□ Lençol leve

□ Colcha leve

□ Edredom

□ Outra:___________________________

Período com uso do condicionador de ar: Período sem uso do condicionador de ar:

Nos dias da semana: seg. a sex. Quanto às janelas:

Liga às ______Desliga às:_______ □ fechadas □ abertas □ venezianas abertas

Temperatura do condicionador de ar: Quanto às portas:

Nos fins de semana: sáb. / dom. □ fechadas □ abertas □ uma aberta

Liga às _____Desliga às:_______ Quanto ao uso de ventilador:

Temperatura do condicionador de ar: □ todos os dias □ alguns dias □ não usa

No momento considera seu quarto:

Mais confortável à noite? Por quais motivos?____________________________________

Menos confortável à noite? Por quais motivos?___________________________________

131 Apêndices

8.4 APÊNDICE D

INFORMAÇÃO DOS CONDICIONADORES DE AR: CASA-T

Quarto Casal

Marca/Modelo Springer – Silentia

Capacidade Selo Procel Tensão Corrente Potência Vazão de Ar Desumidificação

7500 BTU/h A – CPO: 3,28 220 V 3,20 A 670 W 350 m3/h 1/h

CPO – coeficiente de eficiência energética

POSSE E USO DOS EQUIPAMENTOS: CASA-T

Equipamento Modelo / Marca /Classe Qtd. Tempo De Uso

Geladeira+Freezer Eletrolux DF50-430L 01 contínuo

Bebedouro elétrico Esmaltec Gelágua – EGM 30 01 contínuo

Microondas Panosonic Family 01 2x ao mês

Fogão GE – 6 bocas 01 diário

Chuveiro elétrico DUCHA CORONA 02 diário/ modo morno

Liquidificador BRASTEMP 6B 01 esporádico

Batedeira WALITA 01 esporádico

Centrífuga ARNO 01 esporádico

Panela Elétrica Grande 01 esporádico

TV- Sala Sony Bravia 17” 01 diário-tarde-noite

TV- Quarto JCV Máster Comand III 15” 01 esporádico

TV- Cozinha CCE – HPS 1403 15” 01 diário-manhã

Computador -1 Desktop – Monitor LCD – 17” 01 1:00 hs/dia

Ferro Passar Black e Decker – Vapor 570 01 1:30 hs/dia-3xsem.

Máq.Lavar Brastemp / Ative / 9Kg 01 1:30 hs/dia-3xsem.

Ventilador Mesa Arno 02 esporádico

Ventilador Teto (cozinha) Com 3 lâmpadas 01 diário

Ventilador Teto (sala) Com 2 lâmpadas 02 diário

Ventilador Teto (quarto) Com 2 lâmpadas 01 2 h a tarde

alguns dias a noite

Lâmpadas Flu. (2) 4x20W tubular (19) compactas 23 a noite

Lâmpadas Inc. 40W 04 a noite

Condicionador de Ar Springer Silentia 7500 BTUs 01 6 a 7 h por dia

Condicionador de Ar Springer Silentia 7500 BTUs 01 esporádico

132 Apêndices

INFORMAÇÃO DOS CONDICIONADORES DE AR: CASA-M

Quarto casal

Marca/Modelo Springer – Split. MaxFlex

Capacidade Selo Procel Tensão Corrente Potência Vazão de Ar Desumidificação

12000 BTU/h B – CPO:

2,77

220 V 5,90 A 1270 W 550 m3/h 1/h

CPO – coeficiente de eficiência energética

POSSE E USO DOS EQUIPAMENTOS: CASA-M

Equipamento Modelo / Marca / Classe Qtd. Tempo De Uso

Geladeira BRASTEMP / DUPLEX - 410L 01 Contínuo

Bebedouro elétrico IBBL – GEN 2000 01 Contínuo

Microondas ELETROLUX – ME21G 01 Contínuo

Fogão BRASTEMP – ATIVE -4B 01 Contínuo

Chuveiro elétrico CORONA SIMPLES 01 diário no modo frio

Liquidificador ARNO 01 Esporádico

Batedeira ARNO MASTER 01 Esporádico

TV- Sala SAMSUNG 29” 01 Esporádico

TV- Quarto SAMSUNG 42” 01 6:00 hs/dia

Computador -1 Desktop – Monitor LCD – 17” 01 4:00 hs/dia

Computador -2 Desktop – Monitor – 15” 01 3:00 hs/dia

Impressora Epson - 01 Freqüente

Ferro Passar Black e Decker – Vapor 570 01 2:00 hs/dia-1xsem

Máq.Lavar Brastemp / 7 litro 01 1:00 hs/dia-1xsem

Ventilador Mesa Arno - Grande 01 Diário

Ventilador de teto Com 1 lâmpada 02 Diário

Lâmpadas Flu. 13 Diário

Condicionador de Ar Split 12000 BTU 01 8 a 10 h p/ dia

Condicionador de Ar Springer 7500 BTU 01 Esporádico

133 Apêndices

8.5 APÊNDICE E

134 Apêndices

135 Apêndices

8.6 APÊNDICE F

Tabela 8. 1- Cabeçalho padrão do formato CSV

Mês Dia Hora TBS

{oC}

TBU

{oC}

Ponto de

Orvalho

{oC}

Pressão

Atmosférica

{kPa}

Umidade

(kg/kg)

U.R.

{%}

Entalpia

{BTU/Lb}

Velocidade

do vento

{m/s}

Direção do

Vento

{graus}

Cobertura Total de Nuvens

{decimais}

Radiação Horizontal

Extraterrestre

{Wh/m2}

Radiação Global

Horizontal

{Wh/m2}

Radiação

Direta

{Wh/m2}

Radiação Direta

Normal

{Wh/m2}

Radiação Difusa

Horizontal {Wh/m2}

Fonte: Adaptado de Carlo e Lamberts (2005)

Figura 8. 1- Calibração: Avaliação dias medidos e simulados

136 Apêndices

8.7 APÊNDICE G

ENERGYPLUS – DADOS DE ENTRADA

CONFIGURAÇÕES

Version, 6.0; !- Version Identifier ALL OBJECTS IN CLASS: SIMULATION

CONTROL SimulationControl, No, !- Do Zone Sizing Calculation No, !- Do System Sizing Calculation No, !- Do Plant Sizing Calculation No, !- Run Simulation for Sizing Periods Yes; !- Run Simulation for Weather File Run Periods ALL OBJECTS IN CLASS: BUILDING

Building, CASA-M, !- Name 20, !- North Axis {deg} Urban, !- Terrain 0.04, !- Loads Convergence Tolerance Value 0.4, !- Temperature Convergence Tolerance Value {deltaC}

FullInteriorAndExterior, !- Solar Distribution 25; !- Maximum Number of Warmup Days ALL OBJECTS IN CLASS: SURFACE CONVECTION ALGORITHM: INSIDE SurfaceConvectionAlgorithm:Inside, TARP; !- Algorithm ALL OBJECTS IN CLASS: SURFACE

CONVECTION ALGORITHM: OUTSIDE SurfaceConvectionAlgorithm:Outside, TARP; !- Algorithm

ALL OBJECTS IN CLASS: HEAT BALANCE ALGORITHM HeatBalanceAlgorithm, ConductionTransferFunction, !- Algorithm 200; !- Surface Temperature Upper Limit ALL OBJECTS IN CLASS: TIMESTEP

Timestep, 4; !- Number of Timesteps per Hour ALL OBJECTS IN CLASS: SITE: LOCATION Site:Location, BRA_Cuiaba-Marechal.Ron.833620_SWERA,!- Name -15.38, !- Latitude {deg} -4, !- Time Zone {hr} 182; !- Elevation {m}

ALL OBJECTS IN CLASS: RUNPERIOD RunPeriod, úmido, !- Name 3, !- Begin Month 13, !- Begin Day of Month 3, !- End Month 13, !- End Day of Month UseWeatherFile, !- Day of Week for Start Day

No, !- Use Weather File Holidays and Special Days Yes, !- Use Weather File Daylight Saving Period No, !- Apply Weekend Holiday Rule Yes, !- Use Weather File Rain Indicators Yes; !- Use Weather File Snow Indicators

GEOMETRIA Building North Axis = 0 GlobalGeometryRules,UpperLeftCorner,CounterClockwise,WorldCoordinates; Surface=Detached Shading:Building, Name=MURO LATERAL, Azimuth=110.0 4, !- Number of (X,Y,Z) groups in this surface 8.07, -2.94, 2.30, !- X,Y,Z ==> Vertex 1 8.07, -2.94, 0.00, !- X,Y,Z ==> Vertex 2 11.65, 6.90, 0.00, !- X,Y,Z ==> Vertex 3

11.65, 6.90, 2.30; !- X,Y,Z ==> Vertex 4 Surface=Detached Shading:Building, Name=Mir-MURO LATERAL, Azimuth=290.0 4, !- Number of (X,Y,Z) groups in this surface 11.65, 6.90, 2.30, !- X,Y,Z ==> Vertex 1 11.65, 6.90, 0.00, !- X,Y,Z ==> Vertex 2 8.07, -2.94, 0.00, !- X,Y,Z ==> Vertex 3 8.07, -2.94, 2.30; !- X,Y,Z ==> Vertex 4

Surface=Detached Shading:Building, Name=VARANDA FUNDOS, Azimuth=110.0 4, !- Number of (X,Y,Z) groups in this surface 7.90, 8.30, 4.00, !- X,Y,Z ==> Vertex 1 11.66, 6.93, 4.00, !- X,Y,Z ==> Vertex 2 13.03, 10.69, 4.00, !- X,Y,Z ==> Vertex 3 9.27, 12.06, 4.00; !- X,Y,Z ==> Vertex 4

Surface=Detached Shading:Building, Name=Mir-VARANDA FUNDOS, Azimuth=290.0 4, !- Number of (X,Y,Z) groups in this surface 9.27, 12.06, 4.00, !- X,Y,Z ==> Vertex 1 13.03, 10.69, 4.00, !- X,Y,Z ==> Vertex 2 11.66, 6.93, 4.00, !- X,Y,Z ==> Vertex 3 7.90, 8.30, 4.00; !- X,Y,Z ==> Vertex 4 Surface=Detached Shading:Building, Name=MURO LATERAL 2, Azimuth=110.0

4, !- Number of (X,Y,Z) groups in this surface 11.66, 6.93, 4.00, !- X,Y,Z ==> Vertex 1 11.66, 6.93, 0.00, !- X,Y,Z ==> Vertex 2 13.03, 10.69, 0.00, !- X,Y,Z ==> Vertex 3 13.03, 10.69, 4.00; !- X,Y,Z ==> Vertex 4 Surface=Detached Shading:Building, Name=Mir-MURO LATERAL 2, Azimuth=290.0 4, !- Number of (X,Y,Z) groups in this surface

13.03, 10.69, 4.00, !- X,Y,Z ==> Vertex 1 13.03, 10.69, 0.00, !- X,Y,Z ==> Vertex 2 11.66, 6.93, 0.00, !- X,Y,Z ==> Vertex 3 11.66, 6.93, 4.00; !- X,Y,Z ==> Vertex 4 Surface=Detached Shading:Building, Name=VARANDA-LATERAL, Azimuth=110.0 4, !- Number of (X,Y,Z) groups in this surface

137 Apêndices

5.95, -2.16, 2.65, !- X,Y,Z ==> Vertex 1 8.07, -2.94, 2.65, !- X,Y,Z ==> Vertex 2 11.65, 6.90, 2.65, !- X,Y,Z ==> Vertex 3 9.53, 7.67, 2.65; !- X,Y,Z ==> Vertex 4 Surface=Detached Shading:Building, Name=Mir-VARANDA-LATERAL, Azimuth=290.0 4, !- Number of (X,Y,Z) groups in this surface 9.53, 7.67, 2.65, !- X,Y,Z ==> Vertex 1

11.65, 6.90, 2.65, !- X,Y,Z ==> Vertex 2 8.07, -2.94, 2.65, !- X,Y,Z ==> Vertex 3 5.95, -2.16, 2.65; !- X,Y,Z ==> Vertex 4 Surface=Detached Shading:Building, Name=VARANDA-FRONTAL, Azimuth=110.0 4, !- Number of (X,Y,Z) groups in this surface 7.01, -5.85, 2.65, !- X,Y,Z ==> Vertex 1 -1.06, -2.91, 2.65, !- X,Y,Z ==> Vertex 2 0.00, 0.00, 2.65, !- X,Y,Z ==> Vertex 3

8.07, -2.94, 2.65; !- X,Y,Z ==> Vertex 4 Surface=Detached Shading:Building, Name=Mir-VARANDA-FRONTAL, Azimuth=290.0 4, !- Number of (X,Y,Z) groups in this surface 8.07, -2.94, 2.65, !- X,Y,Z ==> Vertex 1 0.00, 0.00, 2.65, !- X,Y,Z ==> Vertex 2 -1.06, -2.91, 2.65, !- X,Y,Z ==> Vertex 3 7.01, -5.85, 2.65; !- X,Y,Z ==> Vertex 4

Surface=Wall, Name=S1-PAREDE-SO, Azimuth=200.0 4, !- Number of (X,Y,Z) groups in this surface 0.00, 0.00, 2.70, !- X,Y,Z ==> Vertex 1 0.00, 0.00, 0.00, !- X,Y,Z ==> Vertex 2 2.52, -0.92, 0.00, !- X,Y,Z ==> Vertex 3 2.52, -0.92, 2.70; !- X,Y,Z ==> Vertex 4 Surface=Window, Name=PORTA-EXT-1,

Azimuth=200.0 4, !- Number of (X,Y,Z) groups in this surface 1.61, -0.58, 2.10, !- X,Y,Z ==> Vertex 1 1.61, -0.58, 0.00, !- X,Y,Z ==> Vertex 2 2.36, -0.86, 0.00, !- X,Y,Z ==> Vertex 3 2.36, -0.86, 2.10; !- X,Y,Z ==> Vertex 4 Surface=Wall, Name=S1-PAREDE-NO, Azimuth=290.0

4, !- Number of (X,Y,Z) groups in this surface 1.55, 4.25, 2.70, !- X,Y,Z ==> Vertex 1 1.55, 4.25, 0.00, !- X,Y,Z ==> Vertex 2 0.00, 0.00, 0.00, !- X,Y,Z ==> Vertex 3 0.00, 0.00, 2.70; !- X,Y,Z ==> Vertex 4 Surface=Window, Name=JAN-CORRER-1, Azimuth=290.0 4, !- Number of (X,Y,Z) groups in this surface 1.04, 2.87, 2.00, !- X,Y,Z ==> Vertex 1

1.04, 2.87, 1.00, !- X,Y,Z ==> Vertex 2 0.53, 1.46, 1.00, !- X,Y,Z ==> Vertex 3 0.53, 1.46, 2.00; !- X,Y,Z ==> Vertex 4 Surface=Wall, Name=S1-PAREDE-INT-1, Azimuth=20.0 4, !- Number of (X,Y,Z) groups in this surface 4.06, 3.33, 2.70, !- X,Y,Z ==> Vertex 1 4.06, 3.33, 0.00, !- X,Y,Z ==> Vertex 2

1.55, 4.25, 0.00, !- X,Y,Z ==> Vertex 3 1.55, 4.25, 2.70; !- X,Y,Z ==> Vertex 4 Surface=Wall, Name=S1-PAREDE-INT-2, Azimuth=110.0 4, !- Number of (X,Y,Z) groups in this surface 2.52, -0.92, 2.70, !- X,Y,Z ==> Vertex 1

2.52, -0.92, 0.00, !- X,Y,Z ==> Vertex 2 4.06, 3.33, 0.00, !- X,Y,Z ==> Vertex 3 4.06, 3.33, 2.70; !- X,Y,Z ==> Vertex 4 Surface=Wall, Name=iz-S2-PAREDE-INT-3, Azimuth=110.0 4, !- Number of (X,Y,Z) groups in this surface 2.52, -0.92, 2.70, !- X,Y,Z ==> Vertex 1 2.52, -0.92, 0.00, !- X,Y,Z ==> Vertex 2

4.59, 4.77, 0.00, !- X,Y,Z ==> Vertex 3 4.59, 4.77, 2.70; !- X,Y,Z ==> Vertex 4 Surface=Door, Name=iz-PORTA-INT-2, Azimuth=110.0 4, !- Number of (X,Y,Z) groups in this surface 4.13, 3.50, 2.10, !- X,Y,Z ==> Vertex 1 4.13, 3.50, 0.00, !- X,Y,Z ==> Vertex 2 4.38, 4.20, 0.00, !- X,Y,Z ==> Vertex 3 4.38, 4.20, 2.10; !- X,Y,Z ==> Vertex 4

Surface=Door, Name=iz-PORTA-INT-3, Azimuth=110.0 4, !- Number of (X,Y,Z) groups in this surface 3.73, 2.42, 2.10, !- X,Y,Z ==> Vertex 1 3.73, 2.42, 0.00, !- X,Y,Z ==> Vertex 2 4.01, 3.17, 0.00, !- X,Y,Z ==> Vertex 3 4.01, 3.17, 2.10; !- X,Y,Z ==> Vertex 4 Surface=Floor, Name=S1-PISO, Azimuth=110.0

4, !- Number of (X,Y,Z) groups in this surface 2.52, -0.92, 0.00, !- X,Y,Z ==> Vertex 1 0.00, 0.00, 0.00, !- X,Y,Z ==> Vertex 2 1.55, 4.25, 0.00, !- X,Y,Z ==> Vertex 3 4.06, 3.33, 0.00; !- X,Y,Z ==> Vertex 4 Surface=Roof, Name=S1-TETO, Azimuth=200.0 4, !- Number of (X,Y,Z) groups in this surface 1.55, 4.25, 2.70, !- X,Y,Z ==> Vertex 1

0.00, 0.00, 2.70, !- X,Y,Z ==> Vertex 2 2.52, -0.92, 2.70, !- X,Y,Z ==> Vertex 3 4.06, 3.33, 2.70; !- X,Y,Z ==> Vertex 4 Surface=Wall, Name=S2-PAREDE-SO, Azimuth=200.0 4, !- Number of (X,Y,Z) groups in this surface 2.52, -0.92, 2.70, !- X,Y,Z ==> Vertex 1 2.52, -0.92, 0.00, !- X,Y,Z ==> Vertex 2

5.95, -2.16, 0.00, !- X,Y,Z ==> Vertex 3 5.95, -2.16, 2.70; !- X,Y,Z ==> Vertex 4 Surface=Window, Name=JAN-CORRER-2, Azimuth=200.0 4, !- Number of (X,Y,Z) groups in this surface 3.52, -1.28, 2.00, !- X,Y,Z ==> Vertex 1 3.52, -1.28, 1.00, !- X,Y,Z ==> Vertex 2 4.92, -1.79, 1.00, !- X,Y,Z ==> Vertex 3 4.92, -1.79, 2.00; !- X,Y,Z ==> Vertex 4

Surface=Wall, Name=S2-PAREDE-SE, Azimuth=110.0 4, !- Number of (X,Y,Z) groups in this surface 5.95, -2.16, 2.70, !- X,Y,Z ==> Vertex 1 5.95, -2.16, 0.00, !- X,Y,Z ==> Vertex 2 8.02, 3.52, 0.00, !- X,Y,Z ==> Vertex 3 8.02, 3.52, 2.70; !- X,Y,Z ==> Vertex 4 Surface=Window, Name=JANELA-BAS,

Azimuth=110.0 4, !- Number of (X,Y,Z) groups in this surface 7.41, 1.84, 1.87, !- X,Y,Z ==> Vertex 1 7.41, 1.84, 1.00, !- X,Y,Z ==> Vertex 2 7.89, 3.16, 1.00, !- X,Y,Z ==> Vertex 3 7.89, 3.16, 1.87; !- X,Y,Z ==> Vertex 4

138 Apêndices

Surface=Window, Name=PORTA-EXT-2, Azimuth=110.0 4, !- Number of (X,Y,Z) groups in this surface 6.92, 0.50, 2.10, !- X,Y,Z ==> Vertex 1 6.92, 0.50, 0.00, !- X,Y,Z ==> Vertex 2 7.19, 1.26, 0.00, !- X,Y,Z ==> Vertex 3 7.19, 1.26, 2.10; !- X,Y,Z ==> Vertex 4 Surface=Wall, Name=S2-PAREDE-INT-4,

Azimuth=20.0 4, !- Number of (X,Y,Z) groups in this surface 8.02, 3.52, 2.70, !- X,Y,Z ==> Vertex 1 8.02, 3.52, 0.00, !- X,Y,Z ==> Vertex 2 4.59, 4.77, 0.00, !- X,Y,Z ==> Vertex 3 4.59, 4.77, 2.70; !- X,Y,Z ==> Vertex 4 Surface=Door, Name=PORTA-INT-4, Azimuth=20.0 4, !- Number of (X,Y,Z) groups in this surface

5.72, 4.36, 2.10, !- X,Y,Z ==> Vertex 1 5.72, 4.36, 0.00, !- X,Y,Z ==> Vertex 2 5.06, 4.60, 0.00, !- X,Y,Z ==> Vertex 3 5.06, 4.60, 2.10; !- X,Y,Z ==> Vertex 4 Surface=Wall, Name=S2-PAREDE-INT-3, Azimuth=290.0 4, !- Number of (X,Y,Z) groups in this surface 4.59, 4.77, 2.70, !- X,Y,Z ==> Vertex 1

4.59, 4.77, 0.00, !- X,Y,Z ==> Vertex 2 2.52, -0.92, 0.00, !- X,Y,Z ==> Vertex 3 2.52, -0.92, 2.70; !- X,Y,Z ==> Vertex 4 Surface=Door, Name=PORTA-INT-2, Azimuth=290.0 4, !- Number of (X,Y,Z) groups in this surface 4.38, 4.20, 2.10, !- X,Y,Z ==> Vertex 1 4.38, 4.20, 0.00, !- X,Y,Z ==> Vertex 2

4.13, 3.50, 0.00, !- X,Y,Z ==> Vertex 3 4.13, 3.50, 2.10; !- X,Y,Z ==> Vertex 4 Surface=Door, Name=PORTA-INT-3, Azimuth=290.0 4, !- Number of (X,Y,Z) groups in this surface 4.01, 3.17, 2.10, !- X,Y,Z ==> Vertex 1 4.01, 3.17, 0.00, !- X,Y,Z ==> Vertex 2 3.73, 2.42, 0.00, !- X,Y,Z ==> Vertex 3

3.73, 2.42, 2.10; !- X,Y,Z ==> Vertex 4 Surface=Wall, Name=iz-S1-PAREDE-INT-2, Azimuth=290.0 4, !- Number of (X,Y,Z) groups in this surface 4.06, 3.33, 2.70, !- X,Y,Z ==> Vertex 1 4.06, 3.33, 0.00, !- X,Y,Z ==> Vertex 2 2.52, -0.92, 0.00, !- X,Y,Z ==> Vertex 3 2.52, -0.92, 2.70; !- X,Y,Z ==> Vertex 4 Surface=Wall, Name=iz-S3-PAREDE-INT-4,

Azimuth=20.0 4, !- Number of (X,Y,Z) groups in this surface 8.02, 3.52, 2.70, !- X,Y,Z ==> Vertex 1 8.02, 3.52, 0.00, !- X,Y,Z ==> Vertex 2 4.59, 4.77, 0.00, !- X,Y,Z ==> Vertex 3 4.59, 4.77, 2.70; !- X,Y,Z ==> Vertex 4 Surface=Floor, Name=S2-PISO, Azimuth=110.0 4, !- Number of (X,Y,Z) groups in this surface

5.95, -2.16, 0.00, !- X,Y,Z ==> Vertex 1 2.52, -0.92, 0.00, !- X,Y,Z ==> Vertex 2 4.59, 4.77, 0.00, !- X,Y,Z ==> Vertex 3 8.02, 3.52, 0.00; !- X,Y,Z ==> Vertex 4 Surface=Roof, Name=S2- TETO, Azimuth=200.0 4, !- Number of (X,Y,Z) groups in this surface

4.59, 4.77, 2.70, !- X,Y,Z ==> Vertex 1 2.52, -0.92, 2.70, !- X,Y,Z ==> Vertex 2 5.95, -2.16, 2.70, !- X,Y,Z ==> Vertex 3 8.02, 3.52, 2.70; !- X,Y,Z ==> Vertex 4 Surface=Wall, Name=S3-PAREDE-SE, Azimuth=110.0 4, !- Number of (X,Y,Z) groups in this surface 8.02, 3.52, 2.70, !- X,Y,Z ==> Vertex 1

8.02, 3.52, 0.00, !- X,Y,Z ==> Vertex 2 9.53, 7.66, 0.00, !- X,Y,Z ==> Vertex 3 9.53, 7.66, 2.70; !- X,Y,Z ==> Vertex 4 Surface=Window, Name=JAN-CORRER-3, Azimuth=110.0 4, !- Number of (X,Y,Z) groups in this surface 8.50, 4.85, 2.00, !- X,Y,Z ==> Vertex 1 8.50, 4.85, 1.00, !- X,Y,Z ==> Vertex 2 9.02, 6.26, 1.00, !- X,Y,Z ==> Vertex 3

9.02, 6.26, 2.00; !- X,Y,Z ==> Vertex 4 Surface=Wall, Name=S3-PAREDE-NE, Azimuth=20.0 4, !- Number of (X,Y,Z) groups in this surface 9.53, 7.66, 2.70, !- X,Y,Z ==> Vertex 1 9.53, 7.66, 0.00, !- X,Y,Z ==> Vertex 2 6.10, 8.91, 0.00, !- X,Y,Z ==> Vertex 3 6.10, 8.91, 2.70; !- X,Y,Z ==> Vertex 4

Surface=Wall, Name=S3-PAREDE-INT-5, Azimuth=290.0 4, !- Number of (X,Y,Z) groups in this surface 6.10, 8.91, 2.70, !- X,Y,Z ==> Vertex 1 6.10, 8.91, 0.00, !- X,Y,Z ==> Vertex 2 4.59, 4.77, 0.00, !- X,Y,Z ==> Vertex 3 4.59, 4.77, 2.70; !- X,Y,Z ==> Vertex 4 Surface=Door, Name=PORTA-INT-1,

Azimuth=290.0 4, !- Number of (X,Y,Z) groups in this surface 5.99, 8.63, 2.10, !- X,Y,Z ==> Vertex 1 5.99, 8.63, 0.00, !- X,Y,Z ==> Vertex 2 5.75, 7.97, 0.00, !- X,Y,Z ==> Vertex 3 5.75, 7.97, 2.10; !- X,Y,Z ==> Vertex 4 Surface=Wall, Name=S3-PAREDE-INT-4, Azimuth=200.0

4, !- Number of (X,Y,Z) groups in this surface 4.59, 4.77, 2.70, !- X,Y,Z ==> Vertex 1 4.59, 4.77, 0.00, !- X,Y,Z ==> Vertex 2 8.02, 3.52, 0.00, !- X,Y,Z ==> Vertex 3 8.02, 3.52, 2.70; !- X,Y,Z ==> Vertex 4 Surface=Wall, Name=iz-S2-PAREDE-INT-4, Azimuth=200.0 4, !- Number of (X,Y,Z) groups in this surface 4.59, 4.77, 2.70, !- X,Y,Z ==> Vertex 1

4.59, 4.77, 0.00, !- X,Y,Z ==> Vertex 2 8.02, 3.52, 0.00, !- X,Y,Z ==> Vertex 3 8.02, 3.52, 2.70; !- X,Y,Z ==> Vertex 4 Surface=Door, Name=iz-PORTA-INT-4, Azimuth=200.0 4, !- Number of (X,Y,Z) groups in this surface 5.06, 4.60, 2.10, !- X,Y,Z ==> Vertex 1 5.06, 4.60, 0.00, !- X,Y,Z ==> Vertex 2

5.72, 4.36, 0.00, !- X,Y,Z ==> Vertex 3 5.72, 4.36, 2.10; !- X,Y,Z ==> Vertex 4 Surface=Wall, Name=iz-S4-PAREDE-INT-6, Azimuth=290.0 4, !- Number of (X,Y,Z) groups in this surface 6.10, 8.91, 2.70, !- X,Y,Z ==> Vertex 1

139 Apêndices

6.10, 8.91, 0.00, !- X,Y,Z ==> Vertex 2 4.06, 3.33, 0.00, !- X,Y,Z ==> Vertex 3 4.06, 3.33, 2.70; !- X,Y,Z ==> Vertex 4 Surface=Floor, Name=S3-PISO, Azimuth=110.0 4, !- Number of (X,Y,Z) groups in this surface 8.02, 3.52, 0.00, !- X,Y,Z ==> Vertex 1 4.59, 4.77, 0.00, !- X,Y,Z ==> Vertex 2 6.10, 8.91, 0.00, !- X,Y,Z ==> Vertex 3

9.53, 7.66, 0.00; !- X,Y,Z ==> Vertex 4 Surface=Roof, Name=S3-TETO, Azimuth=200.0 4, !- Number of (X,Y,Z) groups in this surface 6.10, 8.91, 2.70, !- X,Y,Z ==> Vertex 1 4.59, 4.77, 2.70, !- X,Y,Z ==> Vertex 2 8.02, 3.52, 2.70, !- X,Y,Z ==> Vertex 3 9.53, 7.66, 2.70; !- X,Y,Z ==> Vertex 4 Surface=Wall, Name=S4-PAREDE-NO, Azimuth=290.0

4, !- Number of (X,Y,Z) groups in this surface 3.58, 9.83, 2.70, !- X,Y,Z ==> Vertex 1 3.58, 9.83, 0.00, !- X,Y,Z ==> Vertex 2 1.55, 4.25, 0.00, !- X,Y,Z ==> Vertex 3 1.55, 4.25, 2.70; !- X,Y,Z ==> Vertex 4 Surface=Window, Name=JAN-CORRER-4, Azimuth=290.0 4, !- Number of (X,Y,Z) groups in this surface

2.42, 6.65, 2.00, !- X,Y,Z ==> Vertex 1 2.42, 6.65, 1.00, !- X,Y,Z ==> Vertex 2 1.91, 5.24, 1.00, !- X,Y,Z ==> Vertex 3 1.91, 5.24, 2.00; !- X,Y,Z ==> Vertex 4 Surface=Wall, Name=S4-PAREDE-NE, Azimuth=20.0 4, !- Number of (X,Y,Z) groups in this surface 6.10, 8.91, 2.70, !- X,Y,Z ==> Vertex 1

6.10, 8.91, 0.00, !- X,Y,Z ==> Vertex 2 3.58, 9.83, 0.00, !- X,Y,Z ==> Vertex 3 3.58, 9.83, 2.70; !- X,Y,Z ==> Vertex 4 Surface=Wall, Name=S4-PAREDE-INT-6, Azimuth=110.0 4, !- Number of (X,Y,Z) groups in this surface 4.06, 3.33, 2.70, !- X,Y,Z ==> Vertex 1 4.06, 3.33, 0.00, !- X,Y,Z ==> Vertex 2

6.10, 8.91, 0.00, !- X,Y,Z ==> Vertex 3 6.10, 8.91, 2.70; !- X,Y,Z ==> Vertex 4 Surface=Wall, Name=S4-PAREDE-INT-7, Azimuth=200.0 4, !- Number of (X,Y,Z) groups in this surface 1.55, 4.25, 2.70, !- X,Y,Z ==> Vertex 1 1.55, 4.25, 0.00, !- X,Y,Z ==> Vertex 2 4.06, 3.33, 0.00, !- X,Y,Z ==> Vertex 3 4.06, 3.33, 2.70; !- X,Y,Z ==> Vertex 4

Surface=Wall, Name=iz-S3-PAREDE-INT-5, Azimuth=110.0 4, !- Number of (X,Y,Z) groups in this surface 4.59, 4.77, 2.70, !- X,Y,Z ==> Vertex 1 4.59, 4.77, 0.00, !- X,Y,Z ==> Vertex 2 6.10, 8.91, 0.00, !- X,Y,Z ==> Vertex 3 6.10, 8.91, 2.70; !- X,Y,Z ==> Vertex 4 Surface=Door, Name=iz-PORTA-INT-1,

Azimuth=110.0 4, !- Number of (X,Y,Z) groups in this surface 5.75, 7.97, 2.10, !- X,Y,Z ==> Vertex 1 5.75, 7.97, 0.00, !- X,Y,Z ==> Vertex 2 5.99, 8.63, 0.00, !- X,Y,Z ==> Vertex 3 5.99, 8.63, 2.10; !- X,Y,Z ==> Vertex 4

Surface=Floor, Name=S4-PISO, Azimuth=110.0 4, !- Number of (X,Y,Z) groups in this surface 4.06, 3.33, 0.00, !- X,Y,Z ==> Vertex 1 1.55, 4.25, 0.00, !- X,Y,Z ==> Vertex 2 3.58, 9.83, 0.00, !- X,Y,Z ==> Vertex 3 6.10, 8.91, 0.00; !- X,Y,Z ==> Vertex 4 Surface=Roof, Name=S4-TETO, Azimuth=200.0 4, !- Number of (X,Y,Z) groups in this surface

3.58, 9.83, 2.70, !- X,Y,Z ==> Vertex 1 1.55, 4.25, 2.70, !- X,Y,Z ==> Vertex 2 4.06, 3.33, 2.70, !- X,Y,Z ==> Vertex 3 6.10, 8.91, 2.70; !- X,Y,Z ==> Vertex 4 Surface=Wall, Name=S5-EMPENA-NE, Azimuth=200.0 3, !- Number of (X,Y,Z) groups in this surface 2.97, -1.08, 4.20, !- X,Y,Z ==> Vertex 1 0.00, 0.00, 2.70, !- X,Y,Z ==> Vertex 2

5.95, -2.16, 2.70; !- X,Y,Z ==> Vertex 3 Surface=Window, Name=ABERTURA-NE, Azimuth=200.0 4, !- Number of (X,Y,Z) groups in this surface 2.48, -0.90, 3.70, !- X,Y,Z ==> Vertex 1 2.48, -0.90, 3.30, !- X,Y,Z ==> Vertex 2 3.47, -1.26, 3.30, !- X,Y,Z ==> Vertex 3 3.47, -1.26, 3.70; !- X,Y,Z ==> Vertex 4

Surface=Wall, Name=S5-EMPENA-SO, Azimuth=20.0 3, !- Number of (X,Y,Z) groups in this surface 6.56, 8.76, 4.20, !- X,Y,Z ==> Vertex 1 9.53, 7.67, 2.70, !- X,Y,Z ==> Vertex 2 3.58, 9.84, 2.70; !- X,Y,Z ==> Vertex 3 Surface=Window, Name=ABERTURA-SO, Azimuth=20.0

4, !- Number of (X,Y,Z) groups in this surface 7.05, 8.58, 3.70, !- X,Y,Z ==> Vertex 1 7.05, 8.58, 3.30, !- X,Y,Z ==> Vertex 2 6.06, 8.94, 3.30, !- X,Y,Z ==> Vertex 3 6.06, 8.94, 3.70; !- X,Y,Z ==> Vertex 4 Surface=Floor, Name=iz-S1-TETO, Azimuth=20.0 4, !- Number of (X,Y,Z) groups in this surface 4.06, 3.33, 2.70, !- X,Y,Z ==> Vertex 1

2.52, -0.92, 2.70, !- X,Y,Z ==> Vertex 2 0.00, 0.00, 2.70, !- X,Y,Z ==> Vertex 3 1.55, 4.25, 2.70; !- X,Y,Z ==> Vertex 4 Surface=Floor, Name=iz-S2- TETO, Azimuth=20.0 4, !- Number of (X,Y,Z) groups in this surface 8.02, 3.52, 2.70, !- X,Y,Z ==> Vertex 1 5.95, -2.16, 2.70, !- X,Y,Z ==> Vertex 2 2.52, -0.92, 2.70, !- X,Y,Z ==> Vertex 3 4.59, 4.77, 2.70; !- X,Y,Z ==> Vertex 4

Surface=Floor, Name=iz-S3-TETO, Azimuth=20.0 4, !- Number of (X,Y,Z) groups in this surface 9.53, 7.66, 2.70, !- X,Y,Z ==> Vertex 1 8.02, 3.52, 2.70, !- X,Y,Z ==> Vertex 2 4.59, 4.77, 2.70, !- X,Y,Z ==> Vertex 3 6.10, 8.91, 2.70; !- X,Y,Z ==> Vertex 4 Surface=Floor, Name=iz-S4-TETO, Azimuth=20.0 4, !- Number of (X,Y,Z) groups in this surface

6.10, 8.91, 2.70, !- X,Y,Z ==> Vertex 1 4.06, 3.33, 2.70, !- X,Y,Z ==> Vertex 2 1.55, 4.25, 2.70, !- X,Y,Z ==> Vertex 3 3.58, 9.83, 2.70; !- X,Y,Z ==> Vertex 4 Surface=Roof, Name=S5-TELHADO-NO, Azimuth=290.0

140 Apêndices

4, !- Number of (X,Y,Z) groups in this surface 6.56, 8.76, 4.20, !- X,Y,Z ==> Vertex 1 3.58, 9.84, 2.70, !- X,Y,Z ==> Vertex 2 0.00, 0.00, 2.70, !- X,Y,Z ==> Vertex 3 2.97, -1.08, 4.20; !- X,Y,Z ==> Vertex 4 Surface=Roof, Name=S5-TELHADO-SE, Azimuth=110.0 4, !- Number of (X,Y,Z) groups in this surface

2.97, -1.08, 4.20, !- X,Y,Z ==> Vertex 1 5.95, -2.16, 2.70, !- X,Y,Z ==> Vertex 2 9.53, 7.67, 2.70, !- X,Y,Z ==> Vertex 3 6.56, 8.76, 4.20; !- X,Y,Z ==> Vertex 4

COMPONENTES ALL OBJECTS IN CLASS: CONSTRUCTION 489 Construction, 490 PAREDES-14-EXT, !- Name 491 REBOCO EXT, !- Outside Layer 492 TIJOLO-8FQ-14, !- Layer 2 493 REBOCO INT; !- Layer 3 495 Construction, 496 PAREDES-14-INT, !- Name

497 REBOCO INT, !- Outside Layer 498 TIJOLO-8FQ-14, !- Layer 2 499 REBOCO INT; !- Layer 3 501 Construction, 502 PISO-INTERNO, !- Name 503 SOLO-FUNDAÇÃO, !- Outside Layer 504 CONTRAPISO, !- Layer 2 505 ARGAMASSA, !- Layer 3

506 PISO-CERÂMICO; !- Layer 4 508 Construction, 509 TELHADO, !- Name 510 TELHA-CERÂMICA; !- Outside Layer 512 Construction, 513 PORTAS-INT, !- Name 514 MAD.AGLOMERADA, !- Outside Layer 515 AR-PORTA, !- Layer 2

516 MAD.AGLOMERADA; !- Layer 3 518 Construction, 519 LAJE-F, !- Name 520 CONCR.LAJE FORRO, !- Outside Layer 521 REBOCO INT; !- Layer 2 523 Construction, 524 EMPENA, !- Name 525 REBOCO EXT, !- Outside Layer 526 TIJOLO-8FQ-14; !- Layer 2

528 Construction, 529 PORTAS-VIDRO, !- Name 530 VIDRO-SIMPLES 3MM; !- Outside Layer 532 Construction, 533 JANELA-BAS, !- Name 534 VIDRO-SIMPLES 3MM; !- Outside Layer 536 Construction, 537 PORTA-MAD, !- Name

538 MAD.AGLOMERADA, !- Outside Layer 539 AR-PORTA, !- Layer 2 540 MAD.AGLOMERADA; !- Layer 3 542 Construction, 543 JAN-CORRER, !- Name 544 VIDRO-SIMPLES 3MM; !- Outside Layer 546 Construction, 547 ABERT-ATICO, !- Name

548 VIDRO-SIMPLES 3MM; !- Outside Layer

SISTEMA DE REFRIGERAÇÃO ALL OBJECTS IN CLASS: HVACTEMPLATE: THERMOSTAT 2406 ! HVACTemplate:Thermostat, 2407 ! TERMOSTATO, !- Name

2408 ! , !- Heating Setpoint Schedule Name 2409 ! , !- Constant Heating Setpoint {C} 2410 ! , !- Cooling Setpoint Schedule Name 2411 ! 18; !- Constant Cooling Setpoint {C} ALL OBJECTS IN CLASS: HVACTEMPLATE:

SYSTEM: UNITARY 2436 ! HVACTemplate:System:Unitary, 2437 ! SISTEMA-1, !- Name 2438 ! Sch-SPLIT, !- System Availability Schedule Name 2439 ! ZONA-3, !- Control Zone or Thermostat Location Name 2440 ! 550, !- Supply Fan Maximum

Flow Rate {m3/s} 2441 ! Cycling, !- Supply Fan Operating Mode Schedule Name 2442 ! 1, !- Supply Fan Total Efficiency 2443 ! 600, !- Supply Fan Delta Pressure {Pa} 2444 ! 0.9, !- Supply Fan Motor

Efficiency 2445 ! 1, !- Supply Fan Motor in Air Stream Fraction 2446 ! SingleSpeedDX, !- Cooling Coil Type 2447 ! , !- Cooling Coil Availability Schedule Name 2448 ! autosize, !- Cooling Coil Capacity

{W} 2449 ! autosize, !- Cooling Coil Rated Sensible Heat Ratio 2450 ! 3, !- Cooling Coil Rated COP 2451 ! Electric, !- Heating Coil Type 2459 ! NoEconomizer, !- Economizer Type 2460 ! NoLockout, !- Economizer

Lockout

VENTILAÇÃO NATURAL ALL OBJECTS IN CLASS: AIRFLOWNETWORK: SIMULATION CONTROL

2441 AirflowNetwork:SimulationControl, 2442 VENT-NATURAL, !- Name 2443 MultizoneWithoutDistribution, !- AirflowNetwork Control 2444 SurfaceAverageCalculation, !- Wind Pressure Coefficient Type 2445 , !- AirflowNetwork Wind Pressure Coefficient Array Name

2446 , !- Height Selection for Local Wind Speed Calculation 2447 LowRise, !- Building Type

141 Apêndices

2448 500, !- Maximum Number of Iterations 2449 ZeroNodePressures, !- Initialization Type 2450 0.0001, !- Relative Airflow Convergence Tolerance 2451 0.000001, !- Absolute Airflow Convergence Tolerance {kg/s}

2452 -.5, !- Convergence Acceleration Limit 2453 20, !- Azimuth Angle of Long Axis of Building {deg} 2454 0.55; !- Ratio of Building Width Along Short Axis to Width Along Long Axis AIRFLOWNETWORK:MULTIZONE: COMPONENT: DETAILEDOPENING 2659 AirflowNetwork:MultiZone Component:

Detailed Opening, 2660 JAN-CORRER, !- Name 2661 0.00028, !- Air Mass Flow Coefficient When Opening is Closed {kg/s-m} 2662 0.5, !- Air Mass Flow Exponent When Opening is Closed 2663 HorizontallyPivoted, !- Type of Rectanguler Large Vertical Opening (LVO)

2664 1.7, !- Extra Crack Length or Height of Pivoting Axis {m} 2665 3, !- Number of Sets of Opening Factor Data 2666 0, !- Opening Factor 1 2667 0.001, !- Discharge Coefficient for Opening Factor 1 2668 0, !- Width Factor for

Opening Factor 1 2669 1, !- Height Factor for Opening Factor 1 2670 0, !- Start Height Factor for Opening Factor 1 2671 0.5, !- Opening Factor 2 2672 0.125, !- Discharge Coefficient for Opening Factor 2

2673 0.466, !- Width Factor for Opening Factor 2 2674 0.828, !- Height Factor for Opening Factor 2 2675 0.17, !- Start Height Factor for Opening Factor 2 2676 1, !- Opening Factor 3 2677 0.5, !- Discharge Coefficient for Opening Factor 3

2678 0.466, !- Width Factor for Opening Factor 3 2679 0.828, !- Height Factor for Opening Factor 3 2680 0.17; !- Start Height Factor for Opening Factor 3 2682 AirflowNetwork:MultiZone:Component: Detailed Opening,

2683 PORTA-INT, !- Name 2684 0.0024, !- Air Mass Flow Coefficient When Opening is Closed {kg/s-m} 2685 0.5, !- Air Mass Flow Exponent When Opening is Closed

2686 NonPivoted, !- Type of Rectanguler Large Vertical Opening (LVO) 2687 2.1, !- Extra Crack Length or Height of Pivoting Axis {m} 2688 2, !- Number of Sets of Opening Factor Data 2689 0, !- Opening Factor 1 2690 0.001, !- Discharge Coefficient

for Opening Factor 1 2691 0, !- Width Factor for Opening Factor 1 2692 1, !- Height Factor for Opening Factor 1 2693 0, !- Start Height Factor for Opening Factor 1 2694 1, !- Opening Factor 2 2695 1, !- Discharge Coefficient for

Opening Factor 2 2696 1, !- Width Factor for Opening Factor 2 2697 1, !- Height Factor for Opening Factor 2 2698 0; !- Start Height Factor for Opening Factor 2 2699

2700 AirflowNetwork:MultiZone: Component: Detailed Opening, 2701 ABERTURA, !- Name 2702 0.00028, !- Air Mass Flow Coefficient When Opening is Closed {kg/s-m} 2703 0.5, !- Air Mass Flow Exponent When Opening is Closed 2704 NonPivoted, !- Type of Rectanguler

Large Vertical Opening (LVO) 2705 0.9, !- Extra Crack Length or Height of Pivoting Axis {m} 2706 2, !- Number of Sets of Opening Factor Data 2707 0, !- Opening Factor 1 2708 0.5, !- Discharge Coefficient for Opening Factor 1

2709 0, !- Width Factor for Opening Factor 1 2710 1, !- Height Factor for Opening Factor 1 2711 0, !- Start Height Factor for Opening Factor 1 2712 1, !- Opening Factor 2 2713 1, !- Discharge Coefficient for Opening Factor 2

2714 0.16, !- Width Factor for Opening Factor 2 2715 0.26, !- Height Factor for Opening Factor 2 2716 0.4; !- Start Height Factor for Opening Facto

142 Apêndices

8.8 APÊNDICE H

Estudos realizados por Barbosa et al. (2007), Navarine et al. (2007) e Souza

et al. (2002), comprovam a possibilidade do uso de globos alternativos para obtenção

da temperatura de globo, em substituição aos termômetros de globo negro com esfera

de cobre. Com base nesses estudos, foi realizado experimento utilizando-se globos de

material plástico, enfeites natalinos de 12 e 9 cm de diâmetro apresentados na Figura

8. 2, e termo-higrômetros com data logger, comparados a um termômetro de globo

padrão.

(a) (b) Figura 8. 2 - Globos negros alternativos e os termo-higrômetros com data logger

Fonte – Omar et al. (2010)

Na montagem do experimento foram utilizados três unidades dos globos

alternativos e um termômetro padrão, distribuídos conforme Figura 8. 3, sendo:

(a) (b)

Figura 8. 3 - Foto do arranjo e esquema de montagem do experimento

Fonte – Omar et al. (2010)

GC – Globo de cobre de 15 cm de diâmetro, termômetro padrão TGD-100, da marca

INSTRUTHERM;

GP12 – Globo plástico de 12 cm de diâmetro, tendo inserido um termo- higrômetros

com data logger, modelo HT-4000, do fabricante ICEL;

GP9 - Globo plástico de 9 cm de diâmetro, tendo inserido um termo- higrômetros

com data logger, modelo HT-4000, do fabricante ICEL;

143 Apêndices

GPT - Globo plástico de 9 cm de diâmetro, tendo inserido um sensor termopar TMC

50-HD, conectado a um HOBO data logger U-12-012, do fabricante ONSET.

Fontes de Calor – Uma lâmpada de 40W e uma de 100W, testadas alternadamente.

A avaliação dos termômetros foi realizada comparando-se as temperaturas

médias radiante, obtidas com as temperaturas de globo registradas por cada sensor.

Os dados obtidos para cada fonte de calor foram analisados estatisticamente por meio

da ANOVA e pelo coeficiente de determinação R2, o que confirmou a hipótese de

igualdade entre os valores obtidos com os globos testados.

Os resultados destes estudos encontram-se detalhados em Proposta

Alternativa de Globo Negro para Obtenção de Temperatura Radiante em Ambientes

Internos (OMAR et al., 2010).

Documents

DEESS E MMPPENNHHOO TTÉÉRRMMIICCOO EEMM ...200.129.241.80/ppgeea/sistema/dissertacoes/32.pdf · 4.3.3.4 Avaliação de desempenho térmico: NBR15575/2008..... 50 4.3.4 Avaliação