A proximidade verificada entre os valores de CLTD obtidos com recurso ao modelo criado, com os valores do próprio método CLTD, para as envolventes típicas da construção americana selecionadas com o intuito de comparar ambas as fontes, confere credibilidade ao modelo numérico (vd. Figura 4.2.c). Os valores obtidos de erro absoluto indicam que existe uma clara tendência para que as soluções do modelo se aproximem por defeito, dos resultados do método CLTD.
Os valores tabelados do método CLTD são arredondados à unidade (vd. Tabela B.2 e Tabela B.4), possivelmente arredondados por excesso. Uma prática deste género pode justificar a aproximação feita pelo modelo ser tendencialmente por defeito.
Atendendo à complexidade de algumas tipologias de construção portuguesa, a aplicação do método CLTD pode suscitar dúvidas, se houver dificuldade em relacionar a envolvente em estudo, com os diferentes grupos de envolventes tabelados. O modelo criado, neste trabalho, serve de alternativa ao método CLTD, oferecendo a vantagem de não ter limitações no estudo de qualquer envolvente, para tal apenas é necessário a pesquisa das suas propriedades físicas.
Daí que, para este trabalho se desenvolveu um estudo sobre alguns tipos de envolventes com frequente aplicação na construção portuguesa.
Os resultados demonstram a correta sensibilidade do modelo à radiação solar que incide sobre as envolventes, isto é, a carga térmica é maior para uma cor da superfície exterior é mais escura, na situação de Verão, enquanto que na estação de Inverno esta é atenuada com a exposição solar, em comparação com envolventes sombreadas.
90
Estes aspetos ligados à radiação solar incidente sobre as envolventes, são indicações de sucesso, na aplicação da temperatura Sol-ar. Recorde-se que a temperatura Sol-ar foi introduzida para associar as duas trocas de calor existentes na superfície exterior: a convecção com o ar exterior, e as trocas por radiação.
Neste trabalho também foram testadas condições interiores pensadas para dois tipos de edifícios diferentes: edifícios de atividade laboral, com ocupação no horário de expediente, e edifícios residenciais, com ocupação precisamente fora do horário de expediente. Os resultados, mais uma vez, foram coerentes, o valor médio de CLTD foi reduzindo em cerca de 0,7-0,8℃, nas condições de alguma atenuação para edíficios residenciais, e para edifícios de atividade laboral a redução valor médio foi 1,2-1,3℃. O valor médio foi mais reduzido no tipo de edifício com o período de não ocupação mais longo, e se somarmos as ambas as reduções obtidas, nos dois casos distintos, perfaz 1,9-2,1℃, que de grosso modo corresponde ao intervalo de temperatura aplicado nas condições de atenuação. Contudo, os resultados destas mesmas análises, em algumas envolventes, também demonstram valores excessivos, nas horas críticas. Entenda-se que a hora crítica, para estes casos, é a hora seguinte ao fim do período de não ocupação. Nesta hora, a simulação indica que o sistema AVAC do edifício é obrigado a repor a temperatura de conforto original até ao fim do período de ocupação. Estes valores exorbitantes de CLTD, na hora crítica, podem obrigar a uma escolha equipamento com mais potência disponível, para enfrentar a reposição da temperatura de conforto, mesmo que globalmente seja pedido um esforço menor a todo o sistema AVAC. Isso também provocaria, que um equipamento muito robusto funcionaria por longos períodos de tempo, para cargas térmicas muito menores daquelas que restringiram a sua escolha. Essa situação é sinónima de baixo rendimento de uma máquina. Perante estes dados, não é garantido que estas condições interiores de atenuação, para períodos de não ocupação, sejam uma opção que resulte na redução do consumo de energia de um sistema AVAC. Por ventura, podem ser procuradas condições interiores que permitam uma transição mais suave, na reposição da temperatura interior de conforto. As condições aqui simuladas prevêem uma transição demasiado brusca, em que se pede que essa mudança de temperatura seja instantânea.
As comparações entre as várias envolventes confirmam um facto já conhecido: a aplicação de materiais isolantes como o XPS contribuem para um melhor desempenho térmico das envolventes. A aplicação destas camadas confere uma maior inércia térmica e consequentemente um amortecimento dos valores de CLTD. Esse amortecimento é mais evidente na situação de Verão, que se caracteriza por maiores oscilações na evolução horária de
CLTD.
Os valores de CLTD em situações de Inverno, por norma, demonstram uma oscilação muito pequena. Esta baixa oscilação justifica a utilização frequente de métodos, que dispensam a análise de hora-a-hora da evolução da carga térmica, com recurso ao número de graus-dias de aquecimento.
Os resultados também demonstram um melhor desempenho térmico em envolventes com a incorporação de PCM bem ajustada. Na situação de Inverno, onde a evolução horária de CLTD
91 é sempre próxima do seu valor médio, o melhor desempenho não é suficiente para encorajar a incorporação de PCM.
Na situação de Verão os resultados são globalmente positivos, nas duas formas em que se incorporaram PCMs, as evoluções de CLTD são bastante amortecidas. Na modalidade de incorporação de PCM na camada interior, as evoluções de CLTD são de pouca amplitude, com todos os seus valores a serem próximos do referido valor médio. Contudo na modalidade de incoporar PCM em camadas intermédias, com grande percentagem de volume oco, as evoluções de CLTD praticamente se podem tornam constantes, com amplitudes de temperatura desprezáveis, de poucas décimas de grau.
Uma das principais ilações retiradas destas simulações com PCM é sobre a temperatura de fusão que os materiais podem ter. Como é essencial tirar proveito da capacidade de armazenar energia sob a forma de calor latente, os resultados permitem concluir que a temperatura de fusão do PCM não deverá ser igual à temperatura interior de conforto, mas sim tomar um valor intermédio entre essa temperatura e a média da temperatura Sol-ar. O ajuste da temperatura de fusão do PCM também depende da sua posição na envolvente, que pode ser mais próxima da temperatura interior se o PCM também estiver mais próximo do interior fisicamente. De outro modo corre-se o risco de o PCM ficar completamente no seu estado líquido, com o agravar das condições climáticas de Verão, ou rapidamente tornar-se completamente sólido, com o descer das temperaturas na estação de Inverno.
De notar que este trabalho apenas dá indicações sob o comportamento que os PCMs poderão ter, quando realmente incorporados em envolventes opacas. Só com experimentação é que será possível quantificar o erro que se comete com as hipóteses simplificativas deste modelo. Adicionalmente, situações que neste trabalho foram simuladas, poderão não ser sequer testadas na realidade, por eventuais dificuldades técnicas. Por exemplo, foram conduzidas simulações com a Envolvente P, que se caracteriza por ter incorporado PCM nas cavidades da laje aligeirada, mas tal pode não ser aplicável, porque a massa do PCM pode simplesmente causar demasiados transtornos estruturais. A variação de volume do PCM, desprezada na conceção do modelo numérico, pode ser na ordem de 10-15% segundo os fabricantes, e também pode causar transtorno nesta aplicação em cavidades de elementos ocos.
Não obstante, é vantajoso dimensionar equipamento AVAC com valores de CLTD semelhantes aos que foram determinados neste trabalho, para as envolventes com PCM para a estação de Verão. Apesar da carga térmica, através de envolventes opacas ser apenas uma das várias parcelas que um projetista AVAC deve ter em consideração, uma redução dessa carga, nem que seja apenas numa parcela, é sempre um contributo.