Avaliação de eficiência energética e conforto térmico numa habitação a construir

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Pereira, Susana Cardoso
Data de Publicação: 2017
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
Texto Completo: http://hdl.handle.net/10316/83135
Resumo: Dissertação de Mestrado Integrado em Engenharia do Ambiente apresentada à Faculdade de Ciências e Tecnologia
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spelling Avaliação de eficiência energética e conforto térmico numa habitação a construirEvaluation of energy efficiency and thermal comfort in a housing to be builtHabitaçãoEficiência energéticaConforto térmicoTécnicas passivasAquecimento e arrefecimentoHousingEnergy efficiencyThermal comfortPassive techniquesHeating and coolingDissertação de Mestrado Integrado em Engenharia do Ambiente apresentada à Faculdade de Ciências e TecnologiaAs crescentes necessidades de redução dos gastos de energia para aquecimento e arrefecimento de habitações levaram à necessidade de estudar soluções que melhorassem a eficiência energética e o conforto térmico numa habitação. Atualmente, em Portugal, são cada vez mais utilizados sistemas de climatização que implicam muitos gastos de energia elétrica, de modo a satisfazer as necessidades de conforto térmico para os ocupantes das habitações. Desta forma, cresce a necessidade de serem utilizadas técnicas passivas para o aquecimento e arrefecimento das habitações, ou seja, sem recorrer à utilização de energia elétrica.A presente dissertação apresenta um estudo de eficiência energética e conforto térmico numa habitação a construir em Penacova, Coimbra. Na totalidade, são objeto de estudo 10 diferentes cenários da habitação. Primeiro foi criado um cenário base que inclui características comuns a todos os restantes cenários, à exceção do tipo de isolamento (poliestireno expandido – XPS na caixa-de-ar). De seguida foram criados 6 cenários melhorados com a introdução de técnicas passivas (comuns a todos os cenários melhorados) que diferem no tipo de isolamento pelo meio (XPS na caixa-de-ar), interior (Lã de rocha) e exterior (ETICS), respetivamente). Para todo o tipo de cenário foi criado um cenário duplicado, onde que apenas se adicionam cargas ideais térmicas para satisfazer uma temperatura de setpoint de 20°C para aquecimento e de 25°C para arrefecimento, para que fosse possível determinar as necessidades de energia para aquecimento e arrefecimento da habitação. Por fim, foi criado e avaliado um cenário otimizado da habitação (com e sem cargas ideais térmicas), onde foram introduzidas as características que melhor satisfaziam as necessidades de energia para aquecimento e arrefecimento ambiente, retiradas a partir da análise dos resultados aos cenários base e melhorados.Para desenhar virtualmente a habitação foi necessário recorrer ao programa Google SketchUp 8 e para avaliar a eficiência energética e o conforto térmico, recorreu-se ao programa EnergyPlus 8.7.Os resultados relativos ao desempenho energético e conforto térmico mostram que, para a habitação da presente dissertação, pelo menos até uma espessura de isolamento das paredes exteriores de 300 mm, o cenário com isolamento na caixa-de-ar apresenta melhores resultados, sendo o cenário otimizado criado com isolamento em XPS na caixa-de-ar nas paredes exteriores. Os resultados também mostram que a utilização de uma árvore de folha caduca em frente à fachada Sul da zona onde se situa a sala e a cozinha, tem impactes positivos nas necessidades de energia para arrefecimento da divisão nos meses mais quentes do ano. No entanto, a técnica passiva que provocou melhores impactes positivos relacionados com o conforto térmico e também eficiência energética na habitação foi a Trombe Wall (TW), que foi introduzida na fachada Sul da habitação (uma em cada fachada sul dos quartos). Os resultados são claros e mostram que, apesar de serem necessários alguns ajustes relacionados com o controlo de ganhos de calor provenientes das TWs nos meses mais quentes do ano, a TW tem uma grande influência positiva na eficiência energética e conforto térmico da habitação nos meses mais frios, sendo sempre confortável estar na divisão onde se situa TW, nestes meses.The growing trend of reduced energy costs for residential heating and cooling has led to the need to look for solutions that improve the energetic efficiency and thermal comfort of a house. Nowadays, in Portugal, the current thermal solutions require a larger and larger amount of energy in order to keep people comfortable in their homes. Finding passive solutions for the heating and cooling of houses, that is, without reliance on electricity, is growing.This dissertation presents a study of energetic efficiency and thermal comfort of a home to be built in Penacova, Coimbra. A total of 10 different housing scenarios were taken into account. In the first one, a base scenario was set which shares characteristics with all the other ones, with the exception being the type of insulation used (expanded polystyrene – XPS in an air cavity). Next, 6 improved scenarios that used passive techniques were created (common to all of the improved scenarios) that differ in regards to the type of insulation used in the middle (XPS in the air cavity), interior (Rockwool) and exterior (ETICS), respectively. For all scenarios, a duplicate scenario was created, where only ideal thermal loads were added to satisfy a setpoint temperature of 20 ° C for heating and 25 ° C for cooling, in order to understand the required energy for the heating and cooling of the house. Finally, an optimized scenario was created and evaluated (with and without ideal thermal loads), where characteristics that best met the energy requirements for heating and cooling of the home were used, based on the analysis of the results from the previous scenarios, both base and improved.Google SketchUp 8 was used to virtually design the home and EnergyPlus 8.7 was used to evaluate energy efficiency and thermal comfort.The results relating to energy performance and thermal comfort show that, for the house studied in this dissertation, at least up to a thickness of insulation of the exterior walls of 300mm, the scenario using an air cavity yields the best results. The optimized scenario would use XPS insulation in the air gap on the exterior wall. The results also reveal that the use of a deciduous tree in front of the southern façade where the living room and kitchen are located has a positive impact on the energy needed to cool the home in the warmest months of the year. However, the passive technique that yielded the best positive results related not only to thermal comfort but also energy efficiency in the house was the Trombe Wall (TW), which was introduced to the south façade of the home (one on each south façade of the rooms). The results are quite clear and show that, even though some adjustments are required due to the excess heat from the TWs in the hottest months, the TW has a big positive influence in the energy efficiency and comfort of the home during the coldest months making the room in which the TW is situated always comfortable to be in during these months.2017-09-279999-12-31T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesishttp://hdl.handle.net/10316/83135http://hdl.handle.net/10316/83135TID:202126030porPereira, Susana Cardosoinfo:eu-repo/semantics/embargoedAccessreponame:Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)instname:Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãoinstacron:RCAAP2023-10-27T10:49:20Zoai:estudogeral.uc.pt:10316/83135Portal AgregadorONGhttps://www.rcaap.pt/oai/openaireopendoar:71602024-03-19T21:04:56.614764Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) - Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãofalse
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