Kalibrering av modellen

Para as simulações computacionais foi selecionado um módulo do pavimento-tipo apresentado anteriormente, que seria representativo do edifício, com paredes, piso e teto adiabáticos e janela voltada ao exterior (parede não adiabática). O recorte feito no modelo se justifica pela simplificação dos dados e parâmetros a serem inseridos nos programas de modelagem (EnegyPlus e Daysim), ao mesmo tempo que tal simplificação pode permitir uma maior compreensão do estudo do fenômeno da ventilação híbrida, uma vez que a modelagem no módulo Airflow Network é complexa e gera grandes erros se não for inserida corretamente.

Nos trabalhos de Rupp (2011), Reinhart e Wienold (2011) e Ghisi (2002), tal recorte também foi feito, conforme apresentado na figura 52, os quais concluíram que trabalhar com um módulo do edifício representa melhor a realidade.

(a) (b) (c)

Figura 52: Modelo adotado por (a) Reinhart e Wienold (2011); (b)Ghisi (2002) e Rupp (2011). Fonte: Adaptado de Rupp (2011).

Dessa forma, com base em tais estudos, para a presente pesquisa foi feito um recorte de modo que o módulo representativo da edificação seja composto por duas salas separadas por um corredor central, fazendo com que ambas fiquem em lados opostos. Tal configuração pode permitir o estudo do efeito da ventilação cruzada. O módulo a ser simulado é apresentado pela figura 53.

Figura 53: Modelo a ser simulado.

O modelo é composto por cinco zonas, sendo duas salas com banheiro e um corredor central. Ambas as salas possuem as mesmas dimensões e área, medindo 29.88m². Os banheiros medem 4.05m² e o corredor mede 13m² de área. O pé-direito é de 3.10m.

Para as análises de iluminação natural, termo-energética e de ventilação híbrida serão considerados apenas os ambientes das salas. Os banheiros e o corredor, por serem de menor permanência e área, não serão analisados.

No trabalho de Marques (2013), foram feitas várias simulações com posições de eixos de dimensionamentos em diferentes posições das paredes (externo, meio e interno) e foi comprovado que para que haja menos erros na simulação, o melhor posicionamento do eixo

é no meio da parede. Dessa forma, as dimensões das salas estão cotadas a partir do eixo central das mesmas. A tabela 6 apresenta as principais dimensões do modelo.

Tabela 6: Resumo das dimensões do modelo a ser simulado.

Ambiente Dimensões (m) L x P Área (m²) Pé-direito (m)

Sala 3 / Sala 8 5.20 x 6.52 29.88 3.10

Banheiro 3 / Banheiro 8 1.50 x 2.70 4.05 3.10

Corredor 5.20 x 2.50 13.00 3.10

Para as janelas foram consideradas porcentagens de abertura na fachada (PAF) de 30% e 50% (ver figura 54), com janelas do tipo pivotantes, com ângulo de abertura de 90°, o que representa uma abertura total de 100%.

Figura 54: Dimensões das aberturas.

Para o valor da absortância solar das paredes externas, foi feito um cálculo baseando- se na proporção das áreas das cores da fachada (verde e amarelo – figura 55). De acordo com Dornelles (2008), para se calcular o valor da absortância solar a ser utilizada nas simulações quando a fachada possui mais de uma cor, é necessário calcular pela área proporcional de cada absortância. Na tabela de cores presentes em Dornelles (2008), foram selecionadas duas cores semelhantes à fachada do prédio, sendo verde (alecrim) e amarelo (vanila), tendo ambos absortância de 0.63 e 0.24, respectivamente. Dessa forma, pelos cálculos se chegou a um valor de absortância solar total de 0.39.

Figura 55: Porcentagem de área de cada cor na fachada.

Os parâmetros inseridos como dados de entrada (inputs) para as simulações no

Quadro 4: Dados de entrada (inputs)

Parâmetros Variáveis

Dimensões retangulares (cada sala) 5.20 x 6.52 m

Dimensões retangulares (módulo) 15.55 x 5.20 m

Número de pavimentos 1(A)

Percentual de área de janela na fachada principal 50% / 30%

Vidro Cor incolor

Espessura 6mm Transmitância térmica Paredes externas (B) _{2.62 W/m²K} Paredes internas (B) _{2.27 W/m²K} Cobertura(C) _{2.04 W/m²K} Absortância

Paredes externas Solar 0.39

Visível 0.40

Paredes internas Solar 0.30

Visível 0.27

Cobertura Solar 0.30

visível 0.27

Ocupação 4 pessoas (7,47 m²/

pessoa)

Densidade de carga interna Equipamentos 15 W/ m²(D)

Iluminação 12 W/m² Padrão de uso Ocupação 8 - 12h / 14 - 18h Equipamentos 8 - 12h / 12h – 14h(E) 14 - 18h Iluminação 8 - 12h / 14 - 18h Características do sistema de ar condicionado Tipo Ideal Temperatura de setpoint 25°C para resfriamento(F) (A) _{O modelo encontra-se inserido num edifício, em um pavimento intermediário.}

(B) _{A parede externa é composta por argamassa exterior (2,5 cm) + bloco de} concreto furado (19 cm) + argamassa interior (2.5 cm) / (bloco 19x19x39cm). A parede interna é composta por argamassa exterior (2,5 cm) + bloco de concreto

furado (9 cm) + argamassa exterior (2.5 cm) / (bloco 9x19x39cm). (C) _{A cobertura / laje são compostas por uma laje de concreto de 8cm.}

(D) _{Foram considerados como equipamentos 4 computadores.} (E) _{Durante o horário de almoço foi considerado que os equipamentos fiquem} ligados e gastando metade da sua potência, uma vez que estarão em modo de

espera.

(F) _{A temperatura de setpoint para resfriamento foi definida em 25°C (temperatura} obtida como resultado das medições feitas no IAU)

O piso foi considerado isolado (adiabático) assim como todas as paredes (exceto a parede da janela), já que o modelo simulado é apenas uma sala (que está inserida num pavimento intermediário de um edifício). O entorno (edificações, vegetação, etc) também não foi considerado. O modelo foi simulado para as orientações apresentadas no quadro 5.

Quadro 5: Orientações simuladas para cada cidade.

SÃO CARLOS NATAL

MÓDULO 1 Norte / Sul Norte / Sul

MÓDULO 2 Nordeste / Sudoeste Sudeste / Noroeste

Diante de tais parâmetros, as simulações foram feitas no sentido de se obter os efeitos durante o período de ocupação quando:

1) apenas o ar condicionado estiver ligado; 2) apenas a ventilação natural for permitida;

3) utilizar a integração de ventilação natural e condicionamento de ar (estratégia de ventilação híbrida).

Paras as simulações optou-se por fixar alguns parâmetros e variar outros, no sentido de direcionar melhor os resultados da pesquisa. Como parâmetros fixos selecionou-se os seguintes:

 geometria do modelo;  ganhos internos;

 coeficientes de pressão (calculados automaticamente pelo EnergyPlus);  uso da climatização artificial (em complemento à ventilação natural);  uso da iluminação artificial (em complemento à iluminação natural);  uso de estratégias de ventilação híbrida.

 Tipo de janela (pivotantes, com ângulo de abertura de 90°) Já em relação aos parâmetros a serem variados, tem-se:

 área de abertura (30% e 50% em relação à área de fachada);  orientação.