Ventilação natural e climatização artificial: Crítica ao modelo superisolado para residência de energia zero em Belém e Curitiba.

Autor: 
Miguel Teixeira Gomes Pacheco
Orientador: 
Roberto Lamberts
Resumo: 

A atual sociedade tecnológica depende dos combustíveis fósseis. O petróleo, em particular, é crucial na produção agrícola e industrial. O início do esgotamento do petróleo, somado à mudança climática, força uma transição energética para uma matriz renovável. Tal transição acarreta custos acrescidos de energia que afetam a sociedade como um todo e dos cidadãos privados em particular. O setor das edificações é o maior consumidor mundial de energia. Deste contexto, surgiram políticas de promoção aos edifícios de energia zero (EEZ). Os EEZ geram a energia que consomem através de meios próprios de geração renovável. As residências unifamiliares apresentam condições técnicas ótimas para a implantação de EEZ, com o potencial de proteger os cidadãos privados dos efeitos do aumento do custo de energia. Uma revisão da literatura mostra uma variedade de distintas e opostas definições de EEZ que dependem dos objetivos de energia política. A revisão mostra também as diferenças marcadas da matriz energética, usos finais de energia e contexto climático brasileiro, comparados com os países desenvolvidos. A literatura mostra a importância do consumo energético em climatização para os EEZ. É constatado um viés para adoção de soluções de climas frios na literatura, baseados no paradigma superisolado, sendo necessário testar a validade de tais estratégias no Brasil, onde o calor predomina. Esse viés por climas frios estende-se à avaliação de conforto térmico, que opta por modelos estáticos como a ISO 7730, em contrapartida de modelos adaptativos, como o presente na ASHRAE 55. Duas filosofias distintas para obtenção de conforto térmico são avaliadas por simulação termo energética computacional para Belém e Curitiba. Um sistema baseado em climatização artificial do ar e superisolamento, isolando os usuários do exterior. O segundo baseia-se na otimização da ventilação natural e no uso do modelo adaptativo de conforto térmico da ASHRAE 55 em contato com o meio externo. Os sistemas são avaliados em uma residência unifamiliar baseada na Eko House, o projeto da equipe brasileira que participou no Solar Decathlon Europe 2012. O desempenho é avaliado sobre diferentes condições de transmitância térmica, sombreamento e operação. Estratégias de otimização como uso de recuperação de calor sensível e latente e uso de operação adaptativa são testadas e avaliadas para conforto térmico e consumo energético. Em Belém, o sombreamento de áreas transparentes e parede e baixa transmitância térmica garantem condições de conforto térmico para ventilação natural e menores consumos energéticos com a climatização artificial. Para Curitiba, o não sombreamento de áreas transparentes e paredes com menor transmitância térmica reduz o desconforto térmico para ventilação natural, mas não garante condições mínimas de conforto. Para a climatização artificial, sombreamento de áreas transparentes e parede com menores transmitância térmicas implicam em menores consumos energéticos. A recuperação de calor não mostra garantir os menores consumos energéticos. Melhor desempenho térmico reduz milhares graus hora de desconforto térmico por ano e o consumo energético anual em milhares de kWh, impactando a capacidade do sistema de geração fotovoltaico.

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