Desempenho térmico de paredes de Trombe em soluções estruturais leves com aço

Abstract

A preocupação ambiental com a excessiva utilização dos combustíveis fósseis tem motivado a adoção de medidas de eficiência energética, nas vastas áreas, capazes de reduzir o impacte destas fontes energéticas. Neste contexto, torna-se urgente a procura por novas tecnologias para a eficiência energética dos edifícios. Tendo em conta os componentes dos edifícios, as fachadas constituem um meio onde se pode atuar e propor soluções, uma vez que influenciam o consumo de energia do edifício e o conforto dos ocupantes, pois contribuem significativamente para a transferência de calor entre o ambiente exterior e o ambiente interior. Assim, a melhoria do desempenho energético dos edifícios pode ser alcançado através da integração de um sistema de parede de Trombe. Este sistema baseia-se na utilização de ganhos solares no inverno através de uma fachada de vidro e de uma parede com elevada massa térmica capaz de acumular o calor durante o dia. O seu adequado funcionamento consiste nos princípios de armazenamento de calor de ganhos diretos e indiretos e de ventilação natural. Este trabalho tem como objetivo avaliar o desempenho térmico de uma parede de Trombe, integrada numa construção leve em aço, e cujo elemento acumulador é composto por uma coluna de água. Para tal, recorreu-se à modelação numérica através do programa DesignBuilder, que foi primeiramente verificado, e depois utilizado para simular um sistema de parede de Trombe e posterior análise paramétrica, para as estações de aquecimento e arrefecimento, na cidade de Coimbra. A análise feita foi passiva, isto é, com os sistemas mecânicos de aquecimento e arrefecimento desligados. Tendo em consideração os resultados obtidos é possível concluir que através da implementação de uma parede de Trombe num compartimento é possível melhorar o comportamento térmico de um edifício, aproveitando a radiação solar

The environmental concerns on the excessive use of fossil fuels has motivated the adoption of energy efficiency measures, in vast areas, capable to reduce the impact of these energy sources. In this context, it becomes urgent to search for new technologies for energy efficiency of buildings. Taking into account the components of buildings, the facades constitute a means where you can act and offer solutions, since they influence the energy consumption of the building and occupant comfort, as they contribute significantly to transfer the heat among the outside and the interior environment. Thus, the improvement of the energy performance of buildings can be achieved by integrating a Trombe wall system. This system is based on the use of solar gain in winter through a glass facade and a wall with high thermal mass able to accumulate heat during the day. The proper functioning consists on storage principles of direct and indirect gains and natural ventilation. This work aims to evaluate the thermal performance of a Trombe wall, integrated in a steel lightweight construction, and whose accumulator element consists on a column of water. To this end, the numerical modelling was used through the program, DesignBuilder, which was first verified, and then used to simulate a Trombe wall system and posterior parametric analysis, to the heating and cooling stations, in the city of Coimbra. The analysis was passive, that is, with the mechanical heating and cooling systems switched off. Considering the obtained results it can be concluded that by implementing a Trombe wall on a compartment it is possible to improve the thermal behavior of buildings, taking advantage of the solar radiation