Análise do desempenho térmico da fachada ventilada em edifícios de escritório

Abstract

A redução do consumo de energia elétrica em edifícios comerciais tem sido alvo de políticas públicas em diversos países, sendo a diminuição da carga térmica para os sistemas de ar-condicionado uma alternativa crucial. Nas edificações, a carga térmica é a soma da densidade de carga interna com o ingresso ou perda de calor pelas envoltórias. As partes opacas de uma envoltória podem ter comportamentos diferentes em detrimento do seu revestimento, sendo que este estudo teve como objetivo a comparação do desempenho termo energético dos sistemas de fachada ventilada opaca com juntas abertas (FVJA) e fachada com revestimento aderido, visando compreender os impactos na escolha da FVJA frente o revestimento aderido, com o software Energy Plus, relacionando cores e densidades de carga interna (DCIs) distintas com o desempenho térmico, bem como investigando a ventilação na câmara de ar por meio do efeito convectivo do ar. O clima de duas capitais litorâneas brasileiras foram estudados: Florianópolis (subtropical) e Maceió (tropical). Com os dados climáticos locais, foi definindo um design day representativo do verão de Florianópolis e um dia com similaridade de radiação e temperaturas em Maceió, para uma comparação adequada entre os climas. A pesquisa investigou os sistemas para oferecer subsídios e critérios para decisões mais conscientes sobre a utilização do sistema ventilado como revestimento. Os resultados sugerem que a FVJA é uma escolha adequada para os climas estudados, quando do uso de revestimento com cores mais escuras (absortância solar acima de 0,50) chegando a uma redução máxima de 7% (Florianópolis) e 6,4% (Maceió) no consumo de energia anual do ar-condicionado com o uso de revestimento preto. A FVJA oferece reduções de carga térmica para ambos os climas; exceto quando do uso de revestimento branco (absortância solar abaixo de 0,20).

Abstract : The reduction of electricity consumption in commercial buildings has been the target of public policies in several countries. Aiming on this topic, the reduction of the thermal load for air conditioning systems is a crucial alternative. It is convenient to consider that thermal load is the sum of the internal load density and the gain or loss of heat by the shells. These are related to different coatings of the opaque parts of an envelope, resulting in different thermos-energetic behaviors. The objective of this study has been to analyze the energy performance of an open-joint ventilated façade (OJVF) in comparison with that obtained by using an adhered cladding façade. In order to understand the impacts on the choice of the OJVF over the adhered coating, Energy Plus software outputs related distinct interior load densities (ILDs) and colors with thermal performance, as well as the ventilation in the air chamber through the convective air effect. The climate of two Brazilian coastal capitals was studied: Florianopolis (subtropical) and Maceio (tropical). It was defining a day design representative of the summer of Florianopolis and a day with similarity of radiation and temperatures in Maceio, for a suitable comparison between the climates through climatic data investigation. Looking for providing subsidies and criteria for more conscious decisions about the use of the ventilated system as a coating, research has investigated the two systems. The results suggest that OJVF is a suitable choice for the climates studied, when using a darker color coating (solar absorptivity above 0.50), reaching a maximum reduction of 7% (Florianopolis) and 6.4% (Maceio) in the annual energy consumption of the air conditioning system with the use of black coating. OJF offers thermal load reductions for both climates except when using white coating (solar absorptivity below 0.20).