Análise do desempenho de dutos enterrados para arrefecimento de uma habitação na zona bioclimática 2
Fecha
2017-08-31Metadatos
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Frente às amplas discussões acerca do desenvolvimento sustentável, da eficiência energética e da arquitetura bioclimática, cada vez mais se fazem necessárias ações que possibilitem a economia de energia na construção civil. Para isso, tem-se investido em estudos para climatização natural, já que esta é uma das grandes demandas de eletricidade do setor residencial. Em meio às novas tecnologias, um método difundido nos anos 1970 vem voltando ao meio científico: são os chamados dutos enterrados ou earthtubes, que consistem em trocadores de calor que usam da elevada inércia térmica do solo para resfriar o ar interno das edificações. Mediante essa problemática, o presente estudo buscou investigar o arrefecimento passivo por meio de dutos enterrados em uma edificação hipotética localizada na cidade de Santa Maria – RS, na Zona Bioclimática 02. A análise se desenvolveu em âmbito computacional, por meio de simulações no software EnergyPlus, através de três situações distintas para a mesma edificação: Caso-Base A, sem duto enterrado, Caso-Base B, sem duto e com ventilação natural calculada, e Casos-Referência, onde foram combinadas diversas geometrias possíveis de duto enterrado. Para os Casos-Referência, foram testados diferentes diâmetros, comprimentos, profundidades, número de renovações de ar e tipo de cobertura do solo, gerando um total de 216 arranjos. Os resultados foram avaliados a partir do número de graus-hora de resfriamento e do número de horas em conforto, seguindo os conceitos do conforto adaptativo. A partir destes dados, foi possível traçar um diagnóstico comparativo entre as principais variáveis que atuaram sobre os resultados. Dentre os aspectos mais relevantes, observou-se que o aumento do comprimento, da profundidade e do número de renovações de ar por hora. E com a redução do diâmetro e a cobertura desnuda do solo, são propriedades que contribuem para o bom funcionamento do sistema. Portanto, após a avaliação crítica dos resultados, foi possível eleger uma combinação de variáveis de duto enterrado considerada indicada por conta dos altos índices de conforto e do baixo número de graus-hora de resfriamento. A simulação cujas variáveis são: diâmetro de 0,20 m, 50 metros de comprimento, profundidade de aterramento do duto de 3,0 metros, com vinte renovações por hora e com o solo descoberto de vegetação; foi elencada como a situação mais vantajosa. Este arranjo proporcionou para a Zona 1, 94,13% de conforto térmico e 65 graus-hora de resfriamento; para a Zona 2, 94,08% de conforto térmico e 62 graus-hora de resfriamento; e para a Zona 3, 84,23% de conforto térmico e 256 graus-hora de resfriamento. Deste modo, a utilização de dutos enterrados se mostrou eficiente no que tange ao arrefecimento passivo, sendo uma estratégia bioclimática funcional para o clima considerado e, portanto, pode ser melhor explorada pelos profissionais da construção civil.
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