Physical barriers, empowerment and cultural influences

O ano típico utilizado como referência neste trabalho consta na base de dados climáticos do programa ENERGYPLUS (UNITED STATES DEPARTMENT OF ENERGY, 2012), contendo dados horários de temperatura de bulbo seco, bulbo úmido, radiação solar direta, velocidade e direção do vento. Na Figura 5.12 é apresentado o perfil horário das temperaturas de bulbo seco e de bulbo úmido do ar exterior durante o ano típico.

Figura 5.12 - Perfil horário da temp. de bulbo seco e temp. de bulbo úmido do ar exterior durante um ano típico da cidade de São Paulo (UNITED STATES DEPARTMENT OF ENERGY, 2012)

Este ano típico foi desenvolvido por SWERA - Solar and Wind Energy Resource Assessment, no âmbito de um projeto da Organização das Nações Unidas voltado ao meio ambiente. O método utilizado para determinar os dados climáticos desse ano típico é denominado Typical Meteorological Year – TMY. Esse método consiste em uma seleção de meses individuais, descartando-se aqueles com condições extremas, dentro de uma série histórica da ordem de 30 anos. Desse modo, o ano típico pode ser composto por meses provenientes de diferentes anos.

Em decorrência dessa forma de obtenção dos dados climáticos, o ano típico representa condições comumente encontradas no período analisado, sendo desconsideradas condições climáticas atípicas que possam ter ocorrido na série histórica. Esses dados são adequados para se obter informações sobre o desempenho térmico ou energético potencial de edificações expostas a condições climáticas típicas do local, ou análises comparativas do desempenho de edificações com diferentes características de projeto, como abordado no presente trabalho.

do ambiente, de modo a obter as temperaturas especificadas pelos set-points, considerando tanto calor latente, quanto sensível. Isso permite fixar as condições de climatização de todos os ambientes, sem levar em conta a eficiência dos diferentes tipos de equipamentos que seriam necessários, devido aos tamanhos dos ambientes, propiciando comparações diretas dos resultados das simulações.

O modelo adotado considera uma unidade de climatização VAV - Volume de Ar Variável - que especifica uma taxa de fluxo de ar no ambiente que varia de zero até o valor necessário para obter a temperatura do ar definida. Para o resfriamento dos ambientes é fornecido ar a uma temperatura máxima da ordem de 10 o_{C menor} do que o valor especificado no setpoint e umidade máxima de 0,007 kg H2O/kg de ar. Há tomada de ar que corresponde a 0,0075 m³/s/pessoa e uma taxa de infiltração por frestas de 1 Ren/h, condição crítica, tendo como referência janelas nacionais com baixa estanqueidade ao ar. O sistema de climatização é acionado das 7 h às 19 h em dias de semana.

5.4.3.1 Valores do setpoint

A escolha dos valores de referência para o setpoint foi efetuada com base na norma ASHRAE 55 (AMERICAN SOCIETY OF HEATING, REFRIGERATING AND AIR-CONDITIONING ENGINEERS, 2013b). A norma estabelece intervalos de temperaturas operativas para o conforto térmico humano de ambientes climatizados, como apresentados no gráfico da Figura 5.13. Esses intervalos representam a zona de conforto térmico com aceitabilidade de 80% dos usuários do ambiente, baseado no índice PMV-PPD.

A zona de conforto térmico da Figura 5.13 é válida para ocupantes em atividade metabólica de 1 a 1,3 met, com o uso de roupa com isolamento térmico

entre 0,5 e 1 Clo, em ambiente com velocidade do ar de até 0,20 m/s. No caso dos valores dessas grandezas não serem coincidentes com aqueles que representam a zona de conforto térmico, há a possibilidade de utilização de outros valores de referência para a temperatura operativa do ambiente, como destacado nas extremidades direita e esquerda do gráfico da Figura 5.13.

Considerando-se que a temperatura do ar é igual à temperatura radiante média e diante da possibilidade de alterar fatores como a velocidade do ar e o isolamento térmico da roupa, podem ser adotados valores da temperatura do ar fora da zona de conforto térmico tradicional. Nesse sentido, foi adotado valor limite para aquecimento de ambientes de 19 oC, como destacado na linha azul na Figura 5.13. Para o resfriamento dos ambientes foram selecionados valores do setpoint que compreendem tanto valores de temperaturas do ar dentro da zona de conforto térmico tradicional, quanto abaixo ou acima dos seus limites. Na Figura 5.13 são destacados em linhas vermelhas, os valores do setpoint adotados (21, 23, 25, 27 e 29 o_{C). Esses valores foram escolhidos com o intuito de obter informações sobre o} efeito da escolha da temperatura do ar de referência de projeto na demanda por climatização de ambientes de escritórios expostos às condições térmicas da cidade de São Paulo.

Figura 5.13 – Temperaturas operativas aceitáveis para ambientes climatizados (Fonte: AMERICAN SOCIETY OF HEATING, REFRIGERATING AND AIR-CONDITIONING ENGINEERS, 2013b)

5.4.4 Indicadores

5.4.4.1 Ambientes não climatizados

Nos ambientes sem climatização são utilizados dois indicadores para a análise do desempenho térmico da edificação. O primeiro corresponde à quantidade de horas durante o ano em que os valores da temperatura do ar interior estão fora

Figura 5.14 – Perfil da temp. do ar interior com indicação de valores limite para a temp. de conforto térmico

Para a obtenção da quantidade de horas em desconforto térmico por sensação de frio é efetuada a razão entre a soma do número de horas em que temperatura do ar interior é menor que 19 oC, nos horários ocupados, e o número de horas com ocupação. Para a quantidade de horas em desconforto por sensação de calor é efetuada a razão entre a soma do número de horas durante o ano em que a temperatura do ar interior excede o valor de referência (21, 23, 25, 27 e 29 oC), também adotados nos setpoints dos ambientes climatizados, para obter informações do efeito da temperatura de referência de projeto na demanda por climatização de ambientes.

Para a obtenção da quantidade de graus-hora de aquecimento é efetuada a soma da quantidade de unidades de temperatura do ar abaixo de 19 oC, durante os horários de ocupação. A quantidade de graus-hora de resfriamento é obtida por meio da soma da quantidade de unidades de temperatura do ar interior que excedem os valores de referência (21, 23, 25, 27 e 29 oC).

5.4.4.2 Ambientes climatizados

Nos ambientes climatizados é utilizado como indicador da resposta térmica dos ambientes o valor da carga térmica necessária para se obter os valores de temperatura do ar especificados nos setpoints (21, 23, 25, 27 e 29 oC).