Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/10316/90169
Title: Analysis of the influence of Trombe walls on the thermal behavior of Light Steel Frame Construction
Other Titles: Análise da influência de paredes de Trombe no comportamento térmico de construções com estrutura leve em aço
Authors: Lohmann, Victor Augusto
Orientador: Santos, Paulo Fernando Antunes dos
Keywords: Construção leve em aço; Eficiência energética; Parede de Trombe; Aquecimento solar; Simulação térmica; Light steel frame; Energy efficiency; Trombe wall; Solar heating; Thermal simulation
Issue Date: 20-Mar-2020
Serial title, monograph or event: Analysis of the influence of Trombe walls on the thermal behavior of Light Steel Frame Construction
Place of publication or event: DEC-FCTUC
Abstract: Em termos de eficiência energética, o setor da construção tem um grande potencial de melhoria, visto que 40% de toda a energia produzida é consumida por edifícios na Europa, e o setor segue em expansão. Este grande potencial chama a atenção para estratégias passivas para se alcançar o conforto térmico interior. A energia solar é relevante devido a radiação gratuita que vem do sol, sendo uma alternativa sustentável aos sistemas de aquecimento à base de combustíveis fósseis. A parede de Trombe é um dispositivo solar passivo que pode estar presente na envolvente exterior dos edifícios, para acumular calor solar e auxiliar na ventilação, aquecimento e até arrefecimento dos ambientes interiores. O dispositivo pode reduzir o consumo de energia de um edifício em até 30%. Em relação a sistemas construtivos, a construção leve em aço (LSF) vem atraindo atenção globalmente. Porém, o sistema LSF apresenta alguns desafios, especialmente quanto ao seu comportamento térmico. Estratégias passivas são uma boa alternativa para mitigar estes desafios. Assim, este trabalho tem o objetivo de estudar os impactos de ganhos solares indiretos em construções leves em aço, através de uma parede de Trombe, visando melhorar o seu comportamento térmico e reduzir consumos energéticos. A pesquisa foi conduzida em dois módulos experimentais em LSF construídos no campus da Universidade de Coimbra. Os módulos experimentais são compartimentos cúbicos idênticos, onde a única diferença é a presença de uma parede de Trombe na fachada sul de um deles. Foram realizadas medições para se registar o comportamento térmico dos módulos em LSF. Um modelo destes módulos foi criado no software DesignBuilder, comumente utilizado para análises térmicas e energéticas de edifícios. Concluiu-se que a parede de Trombe traz benefícios para construções em LSF em termos de conforto térmico e eficiência energética, porém é necessário projetar-se medidas de controle para evitar sobreaquecimento no verão e perdas de calor durante a noite.
In terms of energy efficiency, the construction sector has a great potential for improvement, since 40% of all energy produced is consumed by buildings in Europe, and the sector is constantly expanding. This high potential has drawn attention to the passive strategies for achieving indoor thermal comfort. Solar energy is relevant due to the cost-free radiation that comes from the sun, being a sustainable alternative to heating systems that run on fossil fuels. A Trombe wall is a passive solar device that can be present in a building’s external wall system to accumulate solar heat and aid in the ventilation, heating and even cooling of the interior space. The device can reduce the energy consumption of a building up to 30%. Regarding construction systems, the Light Steel-Framed (LSF) has been attracting attention worldwide. However, LSF construction also presents some challenges, especially related to its thermal behavior. Passive strategies are a good choice to mitigate the thermal challenges present on LSF construction. Thus, this dissertation has the objective to study the impacts of indirectly gains from solar energy in LSF construction through a Trombe wall, aiming to improve its thermal behavior and reduce energy consumption. The research was conducted on two LSF modules constructed in the University of Coimbra`s campus. Those experimental modules are identical cubic compartments, the only difference being the presence of a water Trombe wall in the south façade of one of them. Measurements were conducted in order to register the thermal behavior of the LSF modules. A model of these LSF modules will be created on the software DesignBuilder, commonly used for thermal and energy performance analyses of buildings. It was concluded that the Trombe wall is beneficial for LSF buildings in terms of thermal comfort and energy efficiency, but it is necessary to design solutions to avoid overheating during the summer and heat losses during the night.
Description: Dissertação de Mestrado em Eficiência Acústica e Energética para uma Construção Sustentável apresentada à Faculdade de Ciências e Tecnologia
URI: http://hdl.handle.net/10316/90169
Rights: openAccess
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