Estratégias para melhorar o comportamento térmico de edificações residenciais em regiões de clima temperado no sul do Brasil

Abstract

O Brasil apresenta um clima predominantemente tropical e as estratégias para o estabelecimento do conforto térmico das edificações concentram-se principalmente na necessidade de resfriamento da edificação. A região Sul, contudo, apresenta clima temperado, e em áreas pertencentes às Zonas Bioclimáticas 1 e 2, que correspondem às zonas com predomínio de desconforto por frio, há necessidade de aplicação de estratégias para o aquecimento da edificação. Para climas frios, a aplicação de isolamento térmico constitui-se uma importante estratégia de controle da temperatura das edificações, e a busca por edificações mais eficientes tem motivado recentes pesquisas relativas a sua aplicabilidade em países com climas mais quentes, incluso o Brasil. A presente pesquisa verificou as consequências da aplicação de estratégias recomendadas para o frio, como uma maior promoção de ganhos de calor por radiação, redução dos fluxos de calor por condução e convecção, no comportamento da temperatura interna da edificação. Por meio de simulações computacionais registrou-se o impacto das alterações na envoltória de uma edificação residencial unifamiliar (Caso Base) pelo método Graus-hora, em estações de inverno e verão, para três cidades representativas das Zonas Bioclimáticas 1 e 2 (Curitiba-PR, São Joaquim-SC, Santa Maria-RS). Verificou-se que a aplicação de isolamento térmico em paredes trouxe significativa redução da quantidade de Graus-hora para aquecimento, acompanhado do isolamento da cobertura, o uso de vidro duplo e minimização da infiltração pelas esquadrias. Para a Zona Bioclimática 2, a aplicação das estratégias de maior promoção de ganhos de calor por radiação e de isolamento térmico no piso não se apresentou adequada por registrar elevação da temperatura interna da edificação em períodos mais quentes. Os resultados apresentados possibilitam avançar no sentido de uma maior compreensão quanto ao comportamento térmico de edificações residenciais localizadas em clima temperado e a recomendação de estratégias que conduzam a uma melhoria do conforto térmico e uma maior eficiência energética.<br>

Abstract : Brazil has mostly a tropical climate and the strategies for the thermal comfort of the buildings are mainly concentrated in the cooling needs. The South region of Brazil, however, has a temperate climate, and in areas belonging to Bioclimatic Zones 1 and 2, which have a predominance of discomfort by cold, there is need for implementing strategies for heating. For cold climates, the application of thermal insulation is an important temperature control strategy of the buildings and the search for more efficient buildings has motivated recent research regarding its applicability in countries with warmer climates, included Brazil. This dissertation analyzes the consequences of the implementation of recommended strategies for cold, as further promotion of radiative heat gain, reduction of conductive and convective heat fluxes, in the behavior of the internal temperature of the building. Through computer simulations was recorded the impact of changes in the envelope of a single family residential building (Base Case) by Degree-hour method, in winter and summer seasons, for three representative cities of Bioclimatic Zones 1 and 2 (Curitiba-PR, São Joaquim-SC, Santa Maria-RS). It was found that the application of thermal insulation on walls brought significant reduction of the amount of degree-hour for heating, together with the insulating of the roof, the use of double glazing and the reducing of the infiltration through window frames. For Bioclimatic Zone 2, the implementation of strategies for further promotion of radiative heat gains and thermal insulation in the floor did not show up properly by registering increase in internal temperature of the building in warmer periods. The presented results allow progress towards a greater understanding of the thermal behavior of residential buildings located in temperate climate and recommending strategies for an improvement of thermal comfort and greater energy efficiency.