Estudo e análise de estratégias de arrefecimento para correção e melhoria das condições de conforto num edifício escolar

Abstract

No presente trabalho, analisaram-se e definiram-se estratégias de arrefecimento (passivas e/ou ativas), com o objetivo de corrigir e melhorar as condições do ambiente interior num edifício escolar. Utilizou-se como caso de estudo, um edifício existente recentemente construído que possui uma elevada área de envidraçados e não contempla sistema de arrefecimento O estudo foi efetuado com base num programa de simulação dinâmica de edifícios, o DesignBuilder. Para tal, criou-se um modelo de simulação com base no edifício escolar onde foram testadas os vários cenários. Foram analisadas diversas estratégias de arrefecimento possíveis de implementar, optando-se pelo estudo de três cenários: no primeiro cenário testou-se a implementação de sistemas passivos de sombreamento (pala horizontal e grelhas); no segundo cenário simulou-se a introdução de um sistema de pré-arrefecimento do ar novo insuflado (Insuflação do ar a 20ºC e 15ºC) e por último realizou-se a combinação destes dois cenários (sombreamento e pré-arrefecimento do ar novo). A influência da aplicação das estratégias de arrefecimento estudadas foi quantificada através da análise dos ganhos solares, das temperaturas interiores, dos consumos energéticos e dos índices de conforto, PMV e PPD. Em todos os cenários conclui-se que a implementação das estratégias definidas provoca uma melhoria das condições do ambiente interior. Realçam-se os cenários onde se implementam as soluções de sombreamento com grelhas e a do conjunto de préarrefecimento do ar a 20ºC e sombreamento com grelhas, que apresentam as melhores condições do ambiente interior de todos os cenários analisados.

In the present work, cooling strategies (passive and/or active) for children school classrooms were analyzed and defined. The main objective was to rectify and improve the indoor environment inside the school building. The case study is a recently constructed building which has an high glazing area and does not have a cooling system. The research was performed based on a building dynamic simulation program, DesignBuilding. For this purpose, a simulation model was created based on the school building and there were assayed several possibilities. Few potential cooling strategies were studied, and three settings were chosen: in the first scenario an implementation of passive shading systems (horizontal shade and grids) was tested; in the second scenario the introduction of a pre-cooling system of inflated fresh air (inflation of air at 20ºC and 15ºC) was simulated; and lastly it was done a combination of these two scenarios (shading and pre-cooling of fresh air). In order to quantify the influence of the cooling strategies employed in the present study, the following parameters were evaluated solar gains; internal temperatures, energy consumption and the thermal comfort indices, PMV and PPD. Observing the results, it was found that the proposed strategies to be implemented lead to an improvement of the indoor environment conditions in all the scenarios. Although, the results also revealed that the best scenarios are the shading with grids and the pre-cooling air at 20ºC combined with the shading grid. These two solutions present the best indoor air conditions among all the studied scenarios.