temperatura “sol-ar” 1 – a transferência de calor … · temperatura “sol-ar” 1 – a...
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Temperatura “Sol-Ar”
1 – A transferência de calor através de uma parede depende do fluxo de calor de entrada pela superfície exterior.
2 - O conceito de “temperatura sol-ar” utiliza-se para determinar o fluxo inicial de transferência de calor do “Meio Exterior” para a parede.
3 - A “temperatura “Sol – Ar” define-se como sendo o valor de uma temperatura “equivalente” do ar exterior a qual, na ausência de qualquer transferência de calor por radiação, originaria o mesmo fluxo de transferência de calor do Meio Exterior para a face externa da parede, como resultado da combinação real das diferenças de temperatura entre o ar exterior e a face exterior da parede, e da transferência de calor por radiação que realmente acontecem.
A temperatura sol-ar te é um valor, maior do que t0 ar ext., que pode ser inserido na equação: Q’ = hso (te – tso) (1) onde: Q’ = fluxo de entrada de calor, W/m²hso = condutância superficial externa, em W/m²tso = temperatura da superfície externa, em ºC
Q’ pode ser expresso de outra forma, não envolvendo o uso da temperatura “sol-ar”, te:Q’ = αI + α’Is + hso (to - tso) + R (2), onde: α e α’ são os coeficientes de absorção (usualmente com o mesmo valor) para a radiação directa Iδ, e difusa Is da superfície da parede. R é o termo que engloba as transferências de calor por radiação de baixa intensidade, entre a parede e as superfícies vizinhas (relativamente complicadas),. O valor de R é difícil de ser calculado; estatisticamente é muito pequeno podendo ser desprezado.
δ
(3) 0
'
0s
se h
RIItt
+⋅+⋅+=
αα δ
00
)(
s
se h
IItt
++= δα
As equações anteriores podem ser combinadas obtendo-se o valor de te:
Se α’ for igual a α, e R ignorado, a expressão escreve-se sob a forma:
(4)
EXEMPLO Nº1: Calcular a temperatura sol-ar para o seguinte conjunto de condições:Parede vertical voltada para o sudoesteHora: 13 horas
CtR
CmWh
mWI
mWII
s
s
v
º0
20
2
2
320
º/7,22
9,0'
/118
/343
=
==
==
=
==
αα
δ Radiação solar directa
Radiação solar difusa
Coeficientes de absorção
Condutância superficial externa
transferências de calor por radiação de baixa intensidade, entre a parede e as superfícies vizinhas
Temperatura do ar exterior
Usando a equação anterior:
RESOLUÇÃO DO EXEMPLO Nº 1
00
)(
s
se h
IItt
++= δα
Cte º3,507,22
415327,22
)118343(9,032 =+=+
+=
CtR
CmWh
mWI
mWII
s
s
v
º0
20
2
2
320
º/7,22
9,0'
/118
/343
=
==
==
=
==
αα
δ
Cálculo da transferência de calor durante o período de Verão, através de uma parede
1 - O uso de métodos analíticos para determinar a transferência de calor através de uma parede, na presença de um fluxo transitório de entrada de calor pela sua superfície externa, apresenta dificuldades consideráveis.
2 - A determinação da temperatura “sol-ar” só tem significado se a capacidade calorífica da parede for considerada.
3 - Não são possíveis soluções exactas.
4 – A maioria dos materiais de construção tem um calor mássico aproximadamente igual a 0,84 kJ/kg ºC dependendo a sua capacidade calorífica grandemente da sua densidade e espessura.
A figura, feita para materiais de construção com diferentes massas volúmicas, em conjunto com o conhecimento da espessura da parede, permite uma determinação rápida do desfasamento do tempo, ϕ, em horas, entre os picos de temperatura nas faces exterior e interior de uma parede.
A diminuição do fluxo de transferência de calor étambém determinada por outro gráfico que dá o factor de amortecimento, ƒ, em função da espessura da parede.Qm = AxUx(tem – tr) em que :tem é o valor médio da temperatura sol-ar durante o período de 24 horas e tr é a temperatura do ar interior do local.Se os efeitos da capacidade calorífica forem ignorados, a transmissão de calor instantânea para o interior do local a qualquer instante, Qθ, será dado por:Qθ = AxUx(te – tr)
Se os efeitos da capacidade calorífica forem considerados, então a transferência de calor para o interior do local, num determinado instante (θ + ϕ ), onde ϕ é o atraso, é dado por:
Q + ϕ = AxUx(tem – tr) + AxUx(tc – tem ) ƒ
Nesta equação, te é a temperatura sol-ar no instante θ, e ƒ é o factor de amortecimento.Esta equação mostra que Q + ϕ pode ser maior ou menor que Qm conforme te for maior ou menor que tem.Se a parede for muito espessa – por exemplo maior do que 600 mm – então o factor de amortecimento será muito pequeno e o efeito do segundo termo na equação anterior édesprezável. Neste caso a equação Qm = AxUx(tem – tr) é uma boa aproximação. Se a parede for fina, e tiver uma capacidade calorífica pequena, então a transferência de calor variará consideravelmente durante as 24 horas.
A MASSA TÉRMICA TEM MAIOR DESEMPENHO QUANTO MAIOR FOR A AMPLITUDE TÉRMICA DIÁRIA DA REGIÃO.
A DIFUSIVIDADE EXPRIME A VELOCIDADE COM QUE O CALOR SE TRANSFEREATRAVÉS DE UM MATERIAL (m2/s).
OS VALORES DA CAPACIDADE CALORÍFICA, E DA CONDUTIBILIDADE TÉRMICA, TÊM QUE SER ANALISADOS, PARA SE OBTER O DESFASAMENTO DESEJADO.
TEMPERATURA DO AR EXTERIOR
EDIFÍCIO COM ENVOLVENTE LIGEIRA DO TIPO PRÉ-FABRICADO
EDIFÍCIO COM ENVOLVENTE PESADA, ISOLADO PELO EXTERIOR
EDIFÍCIO PESADO PARCIALMENTE COBERTO COM TERRA
HORA DO DIA
VCde térmicaDifusivida λα ==
f
TEMPERATURA
DO
AR
= desfasamento
f = factor de amortecimento
( )ω
ωτφ ×==
arctantodesfasamen
A ONDA DE CALOR É UMA FUNÇÃO HARMÓNICA DO TEMPO
O DESFASAMENTO É UMA FUNÇÃO DA ESPESSURA E DA DIFUSIVIDADE TÉRMICA
)ef(α
φ =
( )
( )mXei
vol
imei
vol
TThhe
Ce
TThhe
Ce
Qf
−++×
−++×
−=
∑
∑
)(
)(2
2
τ
τ&
Fonte: ThermSimFonte: Costa Pereira
φ
φ
MASSA TÉRMICA
).Km
J(ecC mA 2 ××= ρ
(h) RCKCCTT A
A ×==
RADIAÇÃO SOLAR DIRECTA ABSORVIDA E REFLECTIDA PELAS PAREDES DE BETÃO
INSOLAÇÃO NO INVERNO
AS PAREDES E PAVIMENTO DE BETÃO ABSORVEM A “FRESCURA” DO AR
PROTECÇÃO SOLAR NO VERÃO VENTILAÇÃO
CRUZADA
CONSTANTE DE TEMPO TÉRMICA:
DETERMINAM A INÉRCIA TÉRMICA DE UM EDIFÍCIO.
).Km
J(cVCC mV 3 ×== ρ
)Kg.KKJ(Cm 1,3 a 0,8=
EXCEPÇÃO - ÁGUA = 4,2
CAPACIDADE CALORÍFICA DIÁRIA:
),,( cfCCDA ρλ=
VCλα =
A CONSTANTE DE TEMPO TÉRMICA É RESPONSÁVEL PELO TERMO TRANSIENTE
(h) RCKCCTT A
A ×===τ
( )}
( )[ ] C)(º .cosˆ 4444 84444 76
48476 PERIÓDICO
máx
IOESTACIONÁRTRANSIENTE
t
i tdesftTTeTtT −−×++×Δ= ∞
−
ωτ
( )[ ] )hK( cos maxttTT
dtdT ii −×+=+ ∞ ωδ
ττ
T. ESTACIONÁRIA TEMPERATURA PERIÓDICA
TEMPERATURA RESULTANTE
TEMPERATURA TRANSIENTE
1º DIA 2º DIA 3º DIA 4º DIA 5º DIA
TEMPERATURA
TEMPO
TEMPO QUE UM EDIFÍCIO DEMORA A AQUECER OU A AREFECER FACE A UMA VAGA DE CALOR
Fonte: ThermSim
Simulação dinâmica da temperatura operativa no interior de um edifício
Solução da equação
EXEMPLO DE CÁLCULO DA CTTCONSTANTE DE TEMPO TÉRMICA RCCTT AA ×==τ
∑∑ +++×××=× )5,0...()( 10 iiiAi RRRecRC ρ
PAREDE Nº 1 – ISOLAMENTO PELO EXTERIOR
PAREDE Nº 2 – ISOLAMENTO PELO INTERIOR
INTERIOR
INTERIOR
EXTERIOR
EXTERIOR
CAi.Ri
HORAS
HORAS
HORAS
HORAS
CAi.Ri
FONTE:
CÁLCULO DA CONSTANTE DE TEMPO TÉRMICA DE DUAS PAREDES FEITAS COM OS MESMOS MATERIAIS MAS COM DIFERENTES
CONFIGURAÇÕESPAREDE Nº 1
PAREDE Nº 2
SOL
SOL
ISOLAMENTO
MASSA TÉRMICA
MASSA TÉRMICA
ISOLAMENTO
BETÃO
10 cm
BETÃO
10 cm
2,5 cm
2,5 cm
CTT
CTT
29/5.537/5.652/5.787/5.8260/5.
9260 Wh/m²K (pesado)
16/5.120/5.328/5.547/5.7140/5.9140 Wh/m²K
9/4.511/4.716/5.127/5.580/5.880 Wh/m²K (médio)
4/3.16/3.88/4.313/4.940/5.640 Wh/m²K2/1.83/2.54/3.17/4.120/5.320 Wh/m²K (leve)
CAPACIDADE CALORÍFICA/m2
160.0W/m²
120.0W/m²
90.0W/m²
50.0W/m²
20.0 W/m²
Perdas térmicas/m2:
τ Φ
Valores da constante de tempo térmica, τ e do desfasamento Φ, em função da Capacidade Calorífica e das perdas de calor.
( )242 arctan T
QC
RA
A πωω
ωτφτ =×
=Δ=×==&A
A CK
C
HORAS
ISOLAMENTO RESISTIVO VERSUS ISOLAMENTO CAPACITIVO
1- ISOLAMENTO TÉRMICO R : É ADEQUADO QUANDO O SENTIDO DO FLUXO DE CALOR SE MANTÉM INVARIÁVEL DURANTE LONGOS PERÍODOS DE TEMPO.(CLIMAS FRIOS, OU QUENTES E HÚMIDOS)
ISOLAMENTO TÉRMICO RESISTIVO
2- MASSA TÉRMICA C: É ADEQUADA QUANDO O SENTIDO DO FLUXO DE CALOR É INVERTIDO DUAS VEZES EM CADA CICLO DE 24 HORAS, (CLIMAS QUENTES E SECOS COM GRANDE AMPLITUDE TÉRMICA DIÁRIA).
ISOLAMENTO TÉRMICO CAPACITIVO
3- NESTE ÚLTIMO CASO A MASSA TÉRMICA EM CONJUNTO COM A DIFUSIVIDADE TÉRMICA DOS MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO “ISOLAMENTO” CAPACITIVO” PASSA A SER MAIS IMPORTANTE DO QUE O “ISOLAMENTO RESISTIVO”, PARA SE CONSEGUIR UM MENOR CONSUMO DE ENERGIA NOS EDIFÍCIOS.
).(11 2
WKm
hehiRR i∑ ++=
).Km
J(cVCC mV 3 ×== ρ
O CONSUMO DE ENERGIA PARA AQUECIMENTO E ARREFECIMENTO AMBIENTAL EM EDIFÍCIOS BIOCLIMÁTICOS, DEPENDE SIMULTÂNEAMENTE:
1 - DA MASSA TÉRMICA (ISOLAMENTO CAPACITIVO).
2 - DA POSIÇÃO DO ISOLAMENTO TÉRMICO EM
RELAÇÃO À MASSA TÉRMICA, (ISOLAMENTO RESISTIVO).
3 – DA AMPLITUDE DOS GANHOS OU PERDAS DE CALOR
ATRAVÉS DA ENVOLVENTE.
OU SEJA, DO VALOR DA CONSTANTE DE TEMPO TÉRMICA.
CONCLUSÃO
EXEMPLOS DA VARIAÇÃO DOS VALORES DA CONSTANTE DE TEMPO TÉRMICA, (CTT) E DA CAPACIDADE CALORÍFICA DIÁRIA (CCD), EM DIFERENTES TIPOS DE PAREDES, POR ORDEM DECRESCENTE DO SEU COMPORTAMENTO TÉRMICO.
SFCCDA ×= 1
horasPeríodoP
cPSP
cVx
xxxxF
242
;
2cos2cosh2cos2cosh
1
==
×××=
×××
×=
+−
=
πρλ
λρπ&
(h) RCKCCTT A
A ×===τ
Fonte: Balcomb
Fonte: Givoni
1 – EDIFÍCIOS ISOLADOS PELO EXTERIOR, COM MASSA TÉRMICA EXPOSTA PARA O INTERIOR:
VALORES ELEVADOS DE CTT, E DE CCD: ORIGINAM UM BOM FACTOR DE AMORTECIMENTO (m), E UM ELEVADO DESFASAMENTO (d)
É TERMICAMENTE A MELHOR SOLUÇÃO DESDE QUE O CLIMA APRESENTE AMPLITUDE TÉRMICA DIÁRIA SUFICIENTE, E SOBRETUDO EM CLIMAS QUENTES E SECOS.
ISOLAMENTO
SOL
BOM DESFASAMENTO E BOM AMORTECIMENTO
ISOLAMENTO PELO EXTERIOR
PAREDE DE ÁGUA
A ÁGUA PODE SER USADA PARA AUMENTAR A MASSA TÉRMICA. AS PAREDES PODEM SER FEITAS COM CONTENTORES DE ÁGUA. !!!
ÁGUA 4,2BETÃO 2,1TIJOLO 1,4
).Km
KJ( 3
BETÃO
EXTERIOR
INTERIOR
2 – EDIFÍCIOS COM PAREDES DUPLAS DE ELEVADA MASSA TÉRMICA COM ISOLAMENTO NA CAIXA DE AR - (ISOLAMENTO INTEGRAL):
A CTT É PRINCIPALMENTE FUNÇÃO DA MASSA TÉRMICA INTERIOR E DA ESPESSURA DO ISOLAMENTO TÉRMICO.
A MASSA TÉRMICA EXTERIOR INFLUENCIA AS TRANSFERÊNCIAS DE CALOR, PARA DENTRO OU PARA FORA DO EDIFÍCIO, DADO QUE ACTUA NO ΔT QUE SE VERIFICA ATRAVÉS DO ISOLAMENTO.
A CCD, É APENAS FUNÇÃO DA MASSA TÉRMICA EXPOSTA PARA O INTERIOR.
SOL
ISOLAMENTO
BETÃO
BETÃO
É UMA BOA SOLUÇÃO SE AS MASSAS TÉRMICAS EXPOSTAS PARA O INTERIOR E PARA O EXTERIOR FOREM ELEVADAS, TAL COMO A ESPESSURA DO ISOLAMENTO TÉRMICO.
MENOR DESFASAMENTO QUE O ANTERIOR E AMORTECIMENTO SEMELHANTE.
ISOLAMENTO INTEGRAL
INTERIOREXTERIOR
3 – EDIFÍCIOS DE ELEVADA MASSA TÉRMICA ISOLADOS PELO EXTERIOR E PELO INTERIOR:
ELEVADA CTT, E CCD DESPREZÁVEL, ATENDENDO A QUE O ISOLAMENTO INTERIOR CORTA O CONTACTO ENTRE A MASSA TÉRMICA E O SEU AMBIENTE.
EM EDIFÍCIOS NÃO VENTILADOS, COM CARGAS TÉRMICAS SOLARES MINIMIZADAS, A MASSA TÉRMICA CONSEGUE ALGUM AMORTECIMENTO DAS FLUTUAÇÕES DE TEMPERATURA.
EM EDIFÍCIOS VENTILADOS, O EFEITO DA MASSA TÉRMICA TORNA-SE DESPREZÁVEL.
SE EXISTIREM CARGAS TÉRMICAS SOLARES IMPORTANTES, A TEMPERATURA INTERIOR AUMENTA RÁPIDAMENTE, ATENDENDO A QUE O ISOLAMENTO INTERIOR IMPEDE A ABSORÇÃO DE ENERGIA PELA MASSA TÉRMICA (O ISOLAMENTO INTERIOR RETIRA A INÉRCIA TÉRMICA À PAREDE).
SOLISOLAMENTO PELAS DUAS FACES DA
PAREDE
ISOLAMENTO
ISOLAMENTO
BETÃO
ARMAZENAMENTO DE ENERGIA
22º
59ºINTERIOR EXTERIOR
RETORNO DE ENERGIA PARA O INTERIOR
PERDA DE ENERGIA
4 – EDIFÍCIOS ISOLADOS PELO INTERIOR, COM MASSA TÉRMICA EXPOSTA PARA O EXTERIOR:VALORES DE CTT E DE CCD, PEQUENOS.
A MASSA TÉRMICA EXPOSTA PARA O EXTERIOR, ARMAZENA E LIBERTA ENERGIA TÉRMICA PRINCIPALMENTE PARA O EXTERIOR. O ISOLAMENTO INTERIOR RETIRA A INÉRCIA TÉRMICA À PAREDE.
SOL
EXTERIOR
INTERIOR
BETÃO
ISOLAMENTO
O COMPORTAMENTO TÉRMICO É SEMELHANTE AO DE UM EDIFÍCIO COM PEQUENA MASSA TÉRMICA.
NÃO SE CONSEGUE CRIAR DESFASAMENTO, A MENOS QUE HAJA UMA ESPESSURA CONSIDERÁVEL DE BETÃO, CONSEGUINDO-SE APENAS UM PEQUENO AMORTECIMENTO. NÃO É UMA BOA SOLUÇÃO PARA UM PROJECTO BIOCLIMÁTICO.
ISOLAMENTO PELO INTERIOR
O ISOLAMENTO IMPEDE A TRANSFERÊNCIA DE CALOR
COMPORTAMENTO TÉRMICO VERSUS CONFIGURAÇÃO DOS MATERIAIS NA PAREDE
PODIUMSOL
ISOLAMENTO PELO EXTERIOR
ISOLAMENTO PELO INTERIOR
ISOLAMENTO INTEGRAL
ISOLAMENTO PELAS DUAS FACES DA PAREDE
ISOLAMENTO
ISOLAMENTO
ISOLAMENTO
BETÃO
ISOLAMENTO
ISOLAMENTO
ISOLAMENTO
BETÃO
BETÃO
BETÃO
BETÃO
BETÃO
6 ELEMENTOS IMPORTANTES NUM PROJECTO BIOCLIMÁTICO
VERÃO
INVERNO
2-CONTROLO
1-ABERTURA SOLAR
3-DISTRIBUIÇÃO
5-COEFICIENTE DE ABSORÇÃO
6-MASSA TÉRMICA
4-ISOLAMENTO TÉRMICO
( ) MAXMINMAX2 Ia0,5T-T10 mTÉRMICAMASSA ××+=
( ) ( )MAXMAX Ia0,002 25-T0,05R ××+×=
FONTE: GIVONI
A RAZÃO MASSA TÉRMICA/ABERTURA SOLAR, DEVE ESTAR COMPRENDIDA ENTRE 3:1 A 9:1.
NO INVERNO, DURANTE A NOITE OS VÃOS EVIDRAÇADOS DEVEM SER ISOLADOS DA RADIAÇÃO FRIA ABSORVENTE DA ABÓBADA CELESTE.
1: 5,5 DE PAVIMENTO AO SOL NÃO EXCEDENDO 1,5 VEZES A ÁREA DE VIDRO.
10 a 15 cm de massa térmica nas paredes e tecto e pavimento
PARA SISTEMAS DE GANHO DIRECTO A ÁREA DE VÃOS ENVIDRAÇADOS ORIENTADOS A SUL DEVE ESTAR COMPREENDIDA ENTRE 12% A 15 %.
FONTE: GIVONIISOLAMENTO RESISTIVO:
ISOLAMENTO CAPACITIVO:
MASSA TÉRMICA NEGRA
MASSA TÉRMICA CLARA
SUL
EFEITO DA CÕR DO MATERIAL DE ARMAZENAMENTO TÉRMICO, NA
TEMPERATURA DO ESPAÇO
OBJECTIVOS BASE PARA UM PROJECTO BIOCLIMÁTICO
1-REDUÇÃO DOS CONSUMOS ENERGÉTICOS DO EDIFÍCIO FAZENDO COM QUE ELE PRÓPRIO TENHA UMA RESPOSTA TÉRMICA.
2-PREVILIGIAR O APROVEITAMENTO DAS “ENERGIAS RENOVÁVEIS”EM VEZ DE FAZER APENAS USO DOS COMBUSTÍVEIS FÓSSEIS.
3-PROMOVER UM AMBIENTE CONFORTÁVEL E SAUDÁVEL PARA OS OCUPANTES DO EDIFÍCIO, SEM AGREDIR O MEIO AMBIENTE,TRABALHANDO COM ELE EM VEZ DE O FAZER CONTRA ELE !!!
PILHA DE COMBUSTÍVEL
108
A ENERGIA DAS MARÉS
1º-OPTIMIZAR:
A ORIENTAÇÃO.
A FORMA GEOMÉTRICA.
A DIMENSÃO DOS ELEMENTOS EXPOSTOS AO SOL.
EM FUNÇÃO:
DO AZIMUTE E ALTITUDE DO SOL EM CONJUNTO COM O AZIMUTE DAS PAREDES E DOS VÃOS ENVIDRAÇADOS QUE RECEBEM O SOL.
2-UTILIZAR EM CONJUNTO AS TABELAS DE RADIAÇÃO SOLAR E OS DIAGRAMAS QUE INDICAM A TRAJECTÓRIA DO SOL.
0 QUE FAZER...... O TRABALHO DE IDENTIFICAR, COMPREENDER E SABER CONTROLAR A INFLUÊNCIA QUE O CLIMA TEM SOBRE O EDIFÍCIO, É TALVEZ A PARTE MAIS CRÍTICA DO PROJECTO.
E
N
PÔR DO SOL VERÃO
NASCER DO SOL VERÃONASCER DO SOL INVERNO
S
WPÔR DO SOL INVERNO
W
S
N
E
LONGITUDE E LATITUDE DO LOCAL.TEMPERATURA E HUMIDADE DO AR. PRECIPITAÇÃO E NIVEL DE CLARIDADE DO CÉU.VENTOS DOMINANTES DURANTE O VERÃO E O INVERNO.
Passive solar design uses a building’sorientation,structure and materials to capture thesun’s energy.
2º - VÃOS ENVIDRAÇADOS.
VENTILAÇÃO NOCTURNA.
GRAU DE MASSA TÉRMICA DO EDIFÍCIO.
ARREFECIMENTO EVAPORATIVO E RADIATIVO.
ÃNGULOS SOLARES E SOMBREAMENTO
SOL DE VERÃO
SOL DE INVERNO
SOL DE VERÃO
SOL DE INVERNOISOLAMENTO RESISTIVO
MASSA TÉRMICA
SUL
ROTAÇÃO DA TERRA
VERÃO
INVERNO
POSIÇÃO DO SOL
ISOLAMENTO CAPACITIVO
EDIFÍCIO PRISMA - NURENBERG
FACTOR DE FORMA DO EDIFÍCIO.
PROJECTO DAS FACHADAS.
CONFIGURAÇÃO DOS MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO.
MEIO ENVOLVENTE .
VEGETAÇÃO ENVOLVENTE.EFEITO TÉRMICO DAS FORMAS ESPACIAIS
CLIMA LOCAL E CAPACIDADE DE ARMAZENAMENTO TÉRMICO DOS MATERIAIS DO MEIO ENVOLVENTE.
ESCALA DE AVALIAÇÃO
VIZINHANÇA DO EDIFÍCIO
LATITUDE, PAÍS
REGIÃOCIDADE
BLOCOS URBANOS
NOVA LEGISLAÇÃO: TODOS OS EDIFÍCIOS VÃO ESTAR SUJEITOS A LIMITES MÁXIMOS DE CONSUMO DE ENERGIA PARA AQUECIMENTO E ARREFECIMENTO AMBIENTAL E AQUECIMENTO DE ÁGUA DE CONSUMO. VAI SER NECESSÁRIO:
CONSTRUIR MELHOR DE UM MODO RACIONAL, COM MENOS GANHOS E PERDAS DE ENERGIA TÉRMICA.
1 - APROVEITAR A CAPACIDADE DE ARMAZENAMENTO TÉRMICO DOS MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO, E A SUA CONFIGURAÇÃO, SEMPRE ASSOCIADA A UM BOM ISOLAMENTO TÉRMICO RESISTIVO,
2 - FAZER USO DAS ENERGIAS RENOVÁVEIS.
3 - FAZER USO DOS MATERIAIS RECICLÁVEIS!!!
Janelas tipo clerestório
1 m
2,5 m
Protecção solar exterior Ventilação natural
Ar fresco
Arrefecimento da terra
Parede Trombe de água
Armaz. Térm.
Bermas de terraDIA DE INVERNO NOITE DE INVERNO
MASSA TÉRMICA
SISTEMAS DE AQUECIMENTO SOLAR PASSIVO:
SULINCIDÊNCIA SOLAR
DIRECTA
INCIDÊNCIA SOLAR INDIRECTA OU DESFASADA
INCIDÊNCIA SOLAR ISOLADA
PAREDE MASSIVA
SISTEMAS DE ARREFECIMENTO PASSIVO
VENTILAÇÃO NOCTURNA
ARREFECIMENTO EVAPORATIVO
ARREFECIMENTO CONVECTIVO PELO SOLOARREFECIMENTO RADIATIVO
COLECTOR SOLAR
GANHO ISOLADO
ABSORÇÃO RADIATIVA
LEITO DE PEDRA
O AR QUENTE SAI POR ABERTURAS SUPERIORES
REGISTOS PARA CONTROLO DO MOVIMENTO DO AR
O ARREFECIMENTO EVAPORATIVO DEVE-SE ÀPASSAGEM DO AR ATRVÉS DO VASO DE ÁGUA POROSO
VASO DE ÁGUA POROSO
SOMBRAVEGETAÇÃO
NOITE
+32.80+32.75
+36.40
UM PROJECTO BIOCLIMÁTICO FEITO EM PORTUGAL:CENTRO DE MONITORIZAÇÃO AMBIENTAL DE ALBUFEIRA
ALGARVE
Projecto de Arquitectura : ARQ.ª MARI
Projecto Bioclimático: GET - A. COSTA PEREIRA / GESTÃO DE ENERGIA TÉRMICA Lda.
ARREFECIMENTO AMBIENTAL POR MEIO DE UM LEITO DE PEDRA COMPACTADA
LEITO DE PEDRA
CHAMINÉS DE VENTILAÇÃO
CENTRO DE MONITORIZAÇÃO AMBIENTAL DE ALBUFEIRA - ALGARVE
ARQ.ª MARI GET - A. COSTA PEREIRA / GESTÃO DE ENERGIA TÉRMICA Lda.
DIMENSIONAMENTO DE UM LEITO DE PEDRA PARA ARREFECIMENTO granito calor específico=900 J/Kg.K ; massa volúmica= 2130 Kg/m3ar calor específico=1000 J/Kg.K;massa volúmica=1,18 Kg/m3
Tempo de carga do leito - 12 horas volume de pedra=tempo de carga (s) x caudal mássico de ar (Kg/h) x calor específico do ar (J/Kg.K) / massa volúmica da pedra(Kg/m3) x calor específico da pedra(J/Kg.K) = q (Kw) / DT x 2,3 x nº de horas de carga
q=carga termica a vencer (KW) Volume de pedra (m3) =q/DT x 2,3 x nº de horas =q/DT x 27,610 Caudal de ar = q / DT x 3050 m3/h
DT=amplitude térmica diária no Mês mais quente
ΔΤ 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
Vp(m3) 5,52 x q 4,6 x q 3,94 x q 3,45 x q 3,07 x q 2,76 x q 2,50 x q 2,30 x q 2,12 x q 1,97 x q 1,84 x q 1,73 x q 1,62 x q 1,53 x q55,2 46 39,4 34,5 30,7 27,6 25 23 21,2 19,7 18,4 17,3 16,2 15,3
Var(m3/h) 610 x q 508 x q 436 x q 381 x q 339 x q 305 x q 277 x q 254 x q 235 x q 218 x q 203 x q 191 x q 179 x q 169 x q6100 5080 4360 3810 3390 3050 2770 2540 2350 2180 2030 1910 1790 1690
P. Santo Flores Sagres Viana V.Bispo P.Rocha Caramulo Setubal MontalegreCoimbra Vila Real Sesimbra Beja AmarelejaCorvo Pico P.Delgada LComprida P.Saúde Guarda Ota S.Tirso Anadia M.Douro V.FormosoChaves V.AlentejoSines Horta S.Jorge PDouradasLisboa Alcobaça P.Ferreira PSalgadasFundão Mértola ÉvoraFunchal S. Maria Sintra Faro Bigorne Rio Maior Bragança Tancos Pegões ElvasCarvoeiro C. Roca Marvão Tavira MonchiqueBraga A do Sal Mora
Terceira Porto VRS.Antº C.Branco ViseuSetubal Portalegre Régua
S.Magos PinhãoEvora Mirandela
Santarém
Fonte: Alfredo Costa Pereira
CASA ENERGETICAMENTE AUTO-SUFICIENTE EXPONOR
ARQº CANNATÁ & FERNANDES Lda
GET - GESTÃO DE ENERGIA TÉRMICA Lda
Desde 1985
ARMAZENAMENTO DE ENERGIA TÉRMICA NA ESTRUTURA DO EDIFÍCIO
ARMAZENAMENTO DE ENERGIA TÉRMICA:
GRANDE CAPACIDADE CALORÍFICA E PEQUENA DIFUSIVIDADE TÉRMICA.
REDUÇÃO DA TEMPERATURA AMBIENTE ENTRE 3 ºC A 4 ºC.
DESFASAMENTO DO PICO DE TEMPERATUA EXTERIOR ENTRE 6 A 10 HORAS.
VENTILAÇÃO NOCTURNA PARA ARREFECIMENTO DO BETÃO, PARA INICIAR O NOVO CICLO DO DIA SEGUINTE.
ESTRUTIRAS DE BETÃO PARA AUMENTAR A EFICIÊNCIA ENERGÉTICA DOS EDIFÍCIOS
UM BOM PROJECTO BIOCLIMÁTICO PODE REDUZIR OU MESMO ANULAR A NECESSIDADE DE EQUIPAMENTOS DE
AVAC
)( . JTCVQARM Δ××=&
PAVILHÃO IRLANDES EXPO 2000 HANNOVER
•PAREDES DE PEDRA E PAVIMENTO DE BETÃO – ARMAZENAM E DISSIPAM ENERGIA TÉRMICA.
•HALL PRINCIPAL DE EXIBIÇÕES SUSPENSO, PARA CRIAR VENTILAÇÃO NATURAL.
•ARREFECIMENTO EVAPORATIVO DO LAGO E PAREDE PINCIPAL MICRO-PERFURADA.
•PROTECÇÕES SOLARES COM REGULAÇÃO AUTOMÁTICA.
•AQUECIMENTO DA ÁGUA DE CONSUMO POR ENERGIA SOLAR FOTOVOLTAICA.
•O EDIFÍCIO NÃO TEM QUALQUER SISTEMA MECÂNICO DE AR CONDICIONADO.
1º projecto realizado em Portugal (2007) com climatização radiante por circuitos hidráulicos embebidos no plano neutro das lajes de betão armado antes de serem betonadas. Projectista: GET – Engenheiros consultores Lda.