Análise da influência da inércia térmica no desempenho energético dos edifícios de serviços

Abstract

Uma parte significativa dos custos associados ao funcionamento de um edifício de serviços deve-se aos gastos de energia com a climatização. Assim sendo, a necessidade da sua redução torna-se importante no sentido da poupança de energia e claro está, na poupança monetária.

De entre as várias características construtivas de um edifício com influência no seu consumo de energia para climatização destacam-se a sua “arquitectura solar passiva”, a área, propriedades, orientação solar e sombreamentos dos envidraçados, a área e o coeficiente de transferência superficial das soluções construtivas e a inércia térmica do edifício. Este trabalho tem como objectivo caracterizar o comportamento energético de um edifício de serviços quando sujeito a diferentes tipos de construção em termos de inércia térmica, tentando assim verificar se existe um nível de inércia mais adequado para cada tipo de uso do edifício.

Para execução deste estudo foram considerados dois edifícios de serviços com utilizações muito distintas, um com ocupação permanente (um lar de idosos) e outro com ocupação intermitente (um supermercado). Para cada edifício, através da alteração das soluções construtivas, foram implementadas três classes de inércia (forte, média e fraca). Foi ainda estudada a influência da existência ou não de arrefecimento gratuito (freecooling) e de recuperação do calor contido no ar de rejeição. Para a realização destetrabalho recorreu-se ao software de simulação do comportamento energético de edifícios EnergyPlus.

A análise de resultados foi efectuada com base nos consumos anuais de energia para climatização e nas suas componentes para aquecimento e para arrefecimento. Considerou-se que cada edifício poderia ter inércia térmica forte, média ou fraca e que em todos estes casos poderia existir ou não freecooling ou recuperação de calor do ar de rejeição ou ambos.

Abstract

A significant part of the costs associated with the operation of a service building is due to the energy expenditure for HVAC. Thus, the need for its reduction becomes important to energy saving and of course, for monetary savings.

Among the several constructive characteristics of a building that have an influence on their energy consumption for HVAC stands out its “passive solar design”, its area, properties, solar orientation, shading of its glazing area, the surface constructive solutions coefficient and the thermal inertia of the building. The aim of this paper is to characterize the energy behavior of a service building when subjected to different types of construction in terms of thermal inertia, trying to see if there is a level of inertia more appropriate to each type of use from the building.

To implement this study were included two services buildings with very different uses, one with a permanent occupation (a nursing home) and another with intermittent occupancy (a supermarket). For each building, through the modification of constructive solutions, have been implemented three classes of inertia (strong, medium and weak). It was also studied if there is an influence in the presence of freecooling and heat recovery. For this work it was used simulation building energy performance software EnergyPlus.

The result analysis was based on annual consumption for air conditioning and its components for heating and cooling. It was considered that each building could have strong thermal inertia, medium or weak and that all this cases could exist or not freecooling or heat recovery or both.

Keywords Thermal inertia, Buildings thermal efficiency, Strategies for low energy buildings.