Análise técnico-económica de soluções com materiais de mudança de fase

• Autor(a) principal: Sá, Carlos Miguel Alves
• Data de Publicação: 2016
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10400.19/4422
• topic: Materiais de mudança de fase; Conforto; Sobreaquecimento; Eficiência de carga e descarga; Análise económica; Domínio/Área Científica::Engenharia e Tecnologia::Engenharia Civil

Na Europa, o setor dos edifícios é responsável por 40% de toda a energia primária consumida, no entanto, possui um potencial de poupança muito significativo. A diretiva 2010/31/EU lança o desafio dos edifícios de balanço energético quase nulo e sugere prazos de implementação muito ambiciosos, nomeadamente para os edifícios públicos. Este trabalho tem como objetivo principal avaliar o potencial dos materiais de mudança de fase, enquanto solução construtiva em edifícios escolares, com vista à melhoria do desempenho energético e do conforto dos utilizadores. Atendendo às preocupações contemporâneas pelo aumento da eficiência energética dos edifícios, a correta escolha de materiais e a constituição dos elementos construtivos é crucial para alcançar bons resultados. A introdução de materiais de mudança de fase surge como um meio de melhorar efetivamente o conforto térmico e reduzir os consumos de energia, atuando de forma passiva. A metodologia adotada para o trabalho incluiu, inicialmente, uma cuidada revisão bibliográfica sobre materiais de mudança de fase com aplicação em edifícios, sobre conforto térmico e respetivos indicadores, especialmente os relacionados com a quantificação do sobreaquecimento, e sobre métodos de análise técnico-económica de soluções construtivas. Depois de selecionado um conjunto de soluções construtivas com recurso a materiais de mudança de fase com diferentes temperaturas de fusão e capacidade entálpica, foi criado um modelo de simulação no programa DesignBuilder. O caso de estudo escolhido foi um bloco do edifício principal da Escola Superior de Tecnologia e Gestão de Viseu. Para a validação do modelo, foi criado um ficheiro climático real e os resultados da respetiva simulação foram comparados com as medições da temperatura do ar ao longo de um período de três semanas. A comparação dos dois registos, medição e simulação, conduziu a um CVRMSE de 5,57%, validando-se, assim, o modelo de simulação. A avaliação das soluções construtivas incluiu dois cenários de simulação:1) análise com sistema de AVAC; 2) análise sem sistema de arrefecimento. Foram analisados os resultados em duas salas de aula, uma no piso térreo e outra no 1º piso, com igual orientação e condições fronteira. De cada um dos cenários, foram selecionadas para uma análise mais detalhada as cinco soluções que apresentaram melhores resultados. O objetivo desta análise incidiu sobre o estudo do efeito dos PCM’s quer na redução do pico de consumo e respetivo deslocamento temporal, quer na eficiência dos ciclos de carga e descarga, quando não existe arrefecimento mecânico. A análise económica foi realizada através da determinação do período de retorno atualizado, para três cenários económicos distintos. Os resultados mostraram que a seleção de uma única solução não é uma tarefa fácil. Desde logo, observaram-se diferenças muito relevantes entre a sala do piso térreo e a do 1º piso, implicando a escolha de soluções distintas. Adicionalmente, a performance das soluções também varia de acordo com o critério/indicador adotado para a sua avaliação.