Avaliação teórica do comportamento térmico de soluções de coberturas verdes

Abstract

This master's dissertation focuses on evaluating the thermal performance of green roof systems in the context of sustainable building design. The aim of this study is to assess the influence of different parameters, such as thermal insulation thickness, substrate thickness, and climatic conditions. The methodology involved conducting simulations using advanced building energy performance software, considering multiple scenarios and combinations of variables. Four locations in Portugal with distinct climatic conditions were selected: Bragança, Coimbra, Évora, and Lisbon. Simulations were carried out for various time periods, including different seasons and specific days in winter and summer.The simulation results provide important insights into the thermal performance of green roofs. Analyzing different insulation and substrate thicknesses allows for the identification of configurations with better thermal insulation efficiency. It helps understand the impact when varying the thicknesses of both thermal insulation and substrate. This way, it is possible to determine which layer has the most influence on energy performance. In this case, the simulations led to the conclusion that green roofs have a highly favorable impact on roof performance. While the insulation layer has the most significant influence on performance, the substrate and vegetation layer also have a favorable impact that should not be overlooked.Furthermore, the study investigated the influence of climatic variations in different regions of Portugal on the thermal behavior of green roofs. With this information, it is possible to analyze the energy balance and heating and cooling energy needs for different solutions and various climates.The results of this study contribute to the knowledge and understanding of the thermal performance of green roof systems. They provide valuable insights for architects, engineers, and researchers involved in sustainable building design and highlight the potential of green roofs as an effective strategy for energy efficiency and improved thermal comfort.

Esta dissertação de mestrado centra-se na avaliação do comportamento térmico de sistemas de coberturas verdes no contexto do design de edifícios sustentáveis. O objetivo deste estudo é avaliar a influência de diferentes parâmetros, como a espessura do isolamento térmico, a espessura do substrato e as condições climáticas. A metodologia consistiu na realização de simulações utilizando software avançado de desempenho energético de edifícios, considerando múltiplos cenários e combinações de variáveis. Foram selecionados quatro locais em Portugal com condições climáticas distintas: Bragança, Coimbra, Évora e Lisboa. As simulações foram realizadas para vários períodos de tempo, incluindo diferentes estações e dias específicos de inverno e verão.Os resultados das simulações fornecem informações importantes sobre o desempenho térmico das coberturas verdes. A análise de diferentes espessuras de isolamento e de substrato permite identificar as configurações com um melhor comportamento em termos de eficiência de isolamento térmico. É possível entender como o impacto quando se fazem variar as espessuras, tanto de isolamento térmico como de substrato. Desta forma é possível entender qual a camada com mais influência, no comportamento e desempenho energético. No caso, as simulações permitiram concluir que as coberturas verdes têm um impacto muito favorável no comportamento da cobertura. Apesar da camada de isolamento ser aquela que mais influência tem no desempenho, verifica-se que a camada de substrato e vegetação têm uma influência favorável que não deve ser ignorada. Além disso, investigou-se a influência de variações climáticas em diferentes regiões de Portugal no comportamento térmico das coberturas verdes. Com estas informações é possível analisar o comportamento do balanço energético, assim como as necessidades energéticas de aquecimento e arrefecimento, para as diferentes soluções e para os diferentes climas.Os resultados deste estudo contribuem para o conhecimento e compreensão do desempenho térmico de sistemas de coberturas verdes. Estes fornecem informações importantes para arquitetos, engenheiros e pesquisadores envolvidos no design de edifícios sustentáveis e destacam o potencial das coberturas verdes como uma estratégia eficaz para a eficiência energética e melhoria do conforto térmico.