Uso de materiais de mudança de fase como alternativa para a melhoria do desempenho térmico de habitações no clima subtropical brasileiro
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Data
2022-12-16
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Editor
Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais
Resumo
Os edifícios devem fornecer condições para garantir o conforto térmico e bem-estar
aos usuários durante o ano, demandando consumo mínimo de energia adicional para
auxiliar no controle artificial de temperatura ambiente. Diversos materiais construtivos
podem propiciar um comportamento térmico adequado da edificação para o clima
local e a consequente racionalização de energia, como os Materiais de Mudança de
Fase (Phase Change Materials – PCM). Os PCMs são capazes de absorver e dissipar
quantidades significativas de calor durante sua mudança de fase, mantendo faixas de
temperatura constante. Neste contexto, propôs-se neste estudo testar a incorporação
de PCM a sistemas construtivos no clima subtropical brasileiro. Inicialmente, avaliouse o desempenho térmico da envoltória de um modelo representativo de habitação
térrea, em seu aspecto original, em três zonas bioclimáticas brasileiras (ZB 1, 2 e 3),
por meio do método de simulação da NBR 15.575-1:2021. Ademais, estimaram-se as
condições potenciais de conforto térmico oferecidas aos usuários, considerando 80%
de aceitação dos ocupantes, segundo o modelo adaptativo de conforto térmico
descrito na norma ASHRAE 55-2017. Os resultados indicaram desempenho térmico
inadequado da edificação original ao clima subtropical. Assim, como proposta de
solução alternativa, avaliou-se o impacto da incorporação do PCM na envoltória em
combinações diferentes, considerando a variação de suas propriedades termofísicas,
além da troca do sistema construtivo original da edificação (modelo de paredes
pesadas – MPP) pelo sistema Light Steel Frame (modelo leve isolado – MLI). Os
resultados indicaram que o PCM foi capaz de adaptar o desempenho térmico da
edificação ao clima e aumentar as condições de conforto térmico na maioria dos
casos, sobretudo no MLI, tendendo a melhorar com o aumento da sua capacidade de
armazenamento térmico e da área de superfície de sua aplicação. Contudo, no MPP,
os pontos de fusão do PCM que ofereceram as melhores condições de conforto
térmico não permitiram atendimento ao nível Mínimo (M) de desempenho térmico
exigido pela NBR 15.575-1:2021. Portanto, a partir desse estudo, demonstrou-se a
importância de considerar as condições de conforto térmico nos ambientes, além do
nível de desempenho térmico da edificação, bem como de otimizar as propriedades
termofísicas do PCM na tomada acertada de decisões de projeto.
Descrição
Palavras-chave
Edifícios de apartamentos - Brasil, Residências - Propriedades térmicas, Materiais - Propriedades mecânicas, Arquitetura tropical