In Brazil, open-plan office buildings are increasingly using fully glazed facades, an aspect that can directly impact air-conditioning consumption. This study aims at classifying and characterising the energy performance of open-plan office buildings in three Brazilian climates. Computational simulations were performed in the EnergyPlus program to verify the impact of various parameters (climate, type of facade, WWR, type of glass, shading device and setpoint temperature) on air-conditioning consumption. The results, classified in energy performance levels, showed that changing from traditional facades (masonry) to curtain facades (fully glazed), increased energy consumption with air-conditioning by an average of 25% in Curitiba and São Paulo and 15% in Manaus; the WWR was the parameter that most impacted this consumption, and the glass type had most impact in the larger openings; using a shading device always generated savings and a 1ºC increase in the cooling setpoint reduced consumption by an average of 16.4%. The results allowed to identify the best combinations of these parameters for each climate which can help designers to create more energy efficient buildings.
Keywords: Energy efficiency; Facade solutions; Open-plan offices; Computer simulation
Authorship
Rosilene Regolão Brugnera Rosilene Regolão Brugnera, Instituto de Arquitetura e Urbanismo | Universidade de São Paulo | Av. Trabalhador Sancarlense, 400, Parque Arnold Schimidt | São Carlos - SP - Brasil | CEP 13566-590 | E-mail: rosileneregolao@gmail.com
Universidade de São Paulo, São Carlos - c - BrasilUniversidade de São PauloBrasilSão Carlos, , BrasilUniversidade de São Paulo, São Carlos - c - Brasil
Ricardo Mateus Ricardo Mateus, Departamento de Engenharia Civil, Centro de Investigação em Território, Ambiente e Construção | Universidade do Minho | Alameda da Universidade, Azurém | Guimarães - Portugal | CEP 4800058 | Tel.: +(351) 25351-0200 | E-mail: ricardomateus@civil.uminho.pt
Universidade do Minho, Guimarães - PortugalUniversidade do MinhoPortugalGuimarães, PortugalUniversidade do Minho, Guimarães - Portugal
João Adriano Rossignolo João Adriano Rossignolo, Faculdade de Zootecnia e Engenharia de Alimentos | Universidade de São Paulo | Av. Duque de Caxias Norte, 225, Campus da USP, Centro | Pirassununga - SP - Brasil | CEP 13635-900 | Tel.: (19) 3565-4284 | E-mail: jarossig@sc.usp.br
Universidade de São Paulo, Pirassununga - SP - BrasilUniversidade de São PauloBrasilPirassununga, SP, BrasilUniversidade de São Paulo, Pirassununga - SP - Brasil
Karin Maria Soares Chvatal Karin Maria Soares Chvatal, Instituto de Arquitetura e Urbanismo | Universidade de São Paulo | Tel.: (16) 3373-8600 | E-mail: karin@sc.usp.br
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Figura 3
Aumento do consumo de energia do ar condicionado em função da alteração do tipo de fachada (de FT para FC) para (a) Curitiba, (b) São Paulo e (c) Manaus
Quadro 2
Descrição dos dados climáticos: (a) localização; (b) (c) e (d) temperatura e umidade relativa para Curitiba, São Paulo e Manaus, respectivamente
Tabela 8
Variação do consumo de energia do ar condicionado nos cenários com dispositivo de sombreamento (CDS) (referência: cenários sem dispositivo de sombreamento (SDS))
Quadro 6
Principais recomendações de projeto para os melhores desempenhos
Figura 1
Pavimento tipo do edifício
Figura 2
Composição do consumo de energia total
Figura 3
Aumento do consumo de energia do ar condicionado em função da alteração do tipo de fachada (de FT para FC) para (a) Curitiba, (b) São Paulo e (c) Manaus
Quadro 1
Panorama dos trabalhos sobre avaliação de desempenho energético apresentados na literatura
Referência/geometria
Parâmetros analisados
Principais conclusões/ recomendações
Carvalho, La Rovere e Gonçalves (2010)CARVALHO, M. M. Q.; LA ROVERE, E. L.; GONÇALVES, A. C. M. Analysis of Variables That Influence Electric Energy Consumption in Commercial Buildings in Brazil. Renewable and Sustainable Energy Reviews, v. 14, n. 9, p. 3199-3205, 2010.
•Consumo energético (total/ar condicionado) •Variações: vidros: simples e duplo; inserção de brises; alteração material da fachada (substituição da pele de vidro por alvenaria); Clima: Rio de Janeiro (Brasil)
•Protetores solares (em todas as fachadas): redução de 6% do AC (4% do total de energia); •Uso do vidro incolor: aumento de até 19% do AC (12% do total de energia); •Melhores soluções: vidros eficientes (duplo), paredes externas com cores claras, materiais com baixa transmitância térmica.
Tsikaloudaki et al. (2012)TSIKALOUDAKI, K. et al. Assessing Cooling Energy Performance of Windows for Residential Buildings in the Mediterranean Zone. Energy Conversion and Management, v. 64, p. 335-343, 2012.
•Consumo energético (ar condicionado) •Variações: PAF; valor U das janelas; orientação solar; dispositivos de sombreamento móveis; climas: Atenas (Grécia), Lárnaca (Chipre), Lisboa (Portugal), Málaga (Espanha) e Roma (Itália)
•Desempenho das janelas em climas quentes depende de suas propriedades termofísicas; •Janela com vidro claro, melhor utilizar valor de U moderado (entre 2,00 e 3,20W/ (m2. K)); •Presença de sombreamento - redução da carga para resfriamento de 7% em média.
Besen e Westphal (2012)BESEN, P.; WESTPHAL, F. S. Uso de Vidro Duplo e Vidro Laminado no Brasil: avaliação do desempenho energético e conforto térmico por meio de simulação computacional. In: ENCONTRO NACIONAL DE TECNOLOGIA DO AMBIENTE CONSTRUÍDO, 14.., Juiz de Fora, 2012. Anais... Juiz de Fora, 2012.
•Desempenho energético •Conforto térmico •Variações: PAF; tipo de vidro; climas: São Paulo, Rio de Janeiro, Fortaleza e Curitiba (Brasil)
•Desempenho energético: quanto maior o PAF e o fator solar do vidro, maior o consumo de energia final; •Vidro incolor - grande consumo de energia; •Em climas amenos não há grande diferença entre o vidro laminado e o duplo; •Em climas quentes, o vidro duplo promove economia de energia maior.
Boyano, Hernandez e Wolf (2013)BOYANO, A.; HERNANDEZ, P.; WOLF, O. Energy Demands and Potential Savings in European Office Buildings: case studies based on EnergyPlus simulations. Energy and Buildings, v. 65, p. 19-28, 2013.
•Desempenho energético (redução da demanda de energia final para aquecimento, resfriamento e iluminação) •Variações: PAF; tipo de vidro; controle de iluminação artificial (dimerizável); valor de U (paredes externas e janelas); orientação solar; climas: Tallinn (frio), Londres (intermediário) e Madri (quente).
•Nas melhores combinações de parâmetros (controle da iluminação, vidros triplos, aumento do isolamento das paredes externas e orientação solar), foram obtidas economias na ordem de até 36% (com o controle total de iluminação), 16% (substituição do vidro duplo pelo triplo), 8% (pelo aumento do isolamento das paredes externas) e até 14% (pela mudança na orientação de leste/oeste para norte/sul).
Ihara, Gustavsen e Jelle (2015)IHARA, T.; GUSTAVSEN, A.; JELLE, B. P. Effect of Facade Components on Energy Efficiency in Office Buildings. Applied Energy, v. 158, p. 422-432, 2015.
•Desempenho energético (redução da demanda de energia para aquecimento e resfriamento) •Variações: formato da edificação; nº de andares; PAF; índice SHGC das janelas; refletância solar; valor de U (paredes externas e da janela); clima: Tóquio (Japão).
•Formas de reduzir a demanda de energia: 1º) redução do valor de SHGC; 2º) redução do valor de U da janela; 3º) aumento da refletância solar; •Observou-se que a redução do valor U das partes opacas da fachada aumentou a demanda de energia nos edifícios altos, enquanto nos edifícios baixos ocorreu o contrário - destaque para a utilização adequada do valor U para o modelo de edificação.
Raji, Tenpierik e Van Den Dobbelsteen (2015)RAJI, B.; TENPIERIK, M. J.; VAN DEN DOBBELSTEEN, A. An Assessment of Energy-Saving Solutions For the Envelope Design of High-Rise Buildings in Temperate Climates: a case study in the Netherlands. Energy and Buildings, v. 124, p. 210-221, 2015.
•Desempenho energético (redução da demanda de energia final para aquecimento, resfriamento e iluminação); •Variações: tipo de vidro; PAF; dispositivos de sombreamento; tipo de cobertura; clima: Delft (Holanda).
•Formas de reduzir a demanda de energia: 1) Fachadas duplas com uso do vidro duplo incolor; 2) Envelope construtivo de alto desempenho (baixo valor de U) - a economia é maior quando se tem PAF=50%; 3) Climas frios - sombreamentos ajustáveis; 4) Fachadas duplas - persianas localizadas para fora do vidro duplo; 5) Telhado verde de 10 cm sobre cobertura não isolada; 6) Neste estudo, a integração das melhores soluções de projeto gerou uma economia de energia total, para aquecimento e iluminação de 42%, 64% e 34%, respectivamente.
Westphal e Andreis (2016)WESTPHAL, F. S.; ANDREIS, C. Influence of Glazed Façades on Energy Consumption For Air Conditioning of Office Buildings in Brazilian Climates. Journal of Engineering Research and Application, v. 6, n. 11, p. 54-60, 2016.
•Desempenho energético (consumo de energia com ar condicionado); •Variações: tipos de fachada; PAF; tipo de vidro; climas: Curitiba, São Paulo, Porto Alegre, Brasília, Rio de Janeiro, Salvador e Recife (Brasil).
•Fachada de pele de vidro consome mais energia que a fachada de alvenaria tradicional; •Vidros de controle solar são os que promovem melhor desempenho energético em climas mais amenos; •Vidros duplos promovem melhor desempenho em climas mais quentes; •A adoção de vidros de controle solar permite um desempenho melhor em PAF maiores.
Krstić-Furundžić e Kosić (2016)KRSTIĆ-FURUNDŽIĆ, A.; KOSIĆ, T. Assessment of Energy and Environmental Performance of Office Building Models: a case study. Energy and Buildings, v. 115, p. 11-22, 2016.
•Desempenho energético (influência de parâmetros do envelope construtivo); •Variações: tipos de vidro; tipos de fachada; dispositivos de sombreamento; clima: Belgrado (Sérvia).
•Fachada envidraçada fornece mais que o dobro dos ganhos solares, em relação à fachada tradicional; •Menor demanda de energia para resfriamento: 1) Fachada tradicional; 2) Fachada com vidro triplo e proteção solar; e 3) Fachada com vidro duplo e persianas.
Neves e Marques (2017)NEVES, L. de O.; MARQUES, T. H. T. Building Envelope Energy Performance of High-Rise Office Buildings in Sao Paulo City, Brazil. Procedia Environmental Sciences, v. 38, p. 821-829, 2017.
•Desempenho energético (influência de parâmetros do envelope construtivo); •Conforto térmico; •Variações: transmitância térmica (U) das paredes externas; dispositivos de sombreamento; PAF; SHGC das janelas; Clima: São Paulo (SP).
•Os dispositivos de sombreamento tiveram efeito positivo na redução da demanda por resfriamento; •As fachadas com pouco isolamento funcionaram melhor para o clima de São Paulo; •Valores desejáveis de PAF e SHGC, sob a perspectiva de minimizar a demanda de energia para refrigeração, indica-se até 40% e até 32%, respectivamente.
Friess, Rakhshan e Davis (2017)FRIESS, W. A.; RAKHSHAN, K.; DAVIS, M. P. A Global Survey of Adverse Energetic Effects of Increased Wall Insulation in Office Buildings: degree day and climate zone indicators. Energy Efficiency, v. 10, n. 1, p. 97-116, 2017.
•Desempenho energético (demanda de energia para resfriamento e aquecimento em função das propriedades do envelope construtivo). •Variações: PAF; espessura do material de isolamento; setpoint do ar condicionado; Climas: Dubai (Emirados Árabes Unidos), Málaga (Espanha) e El Dorado - Arkansas (USA).
•Ao usar um setpoint mais alto (27ºC), é necessário que a edificação tenha menos isolamento, para que permita mais facilmente as trocas de calor com o ambiente exterior; •Quando o clima é predominantemente quente, para todos os setpoints e PAF, adicionar isolamento térmico da fachada não é tão eficaz, pois faz o consumo de energia aumentar.
Quadro 2
Descrição dos dados climáticos: (a) localização; (b) (c) e (d) temperatura e umidade relativa para Curitiba, São Paulo e Manaus, respectivamente
(a) Localização
(b) Curitiba (Latitude: - 25,43º)
(c) São Paulo (Latitude: - 23,85º)
(d) Manaus (Latitude: - 3,1º)
Tabela 2
Propriedades termofísicas dos vidros utilizados no modelo
Incolor (In)
Low-e (Lw)
Refletivo (Rf)
Duplo (Dp)
Translúcido
Espessura (mm)
6
6
8
24
8
Transmitância à radiação solar no espectro visível (incidência normal) (%)
0,88
0,32
0,72
0,39
0,65
Transmitância térmica (W/m2)
5,70
5,79
5,67
2,79
5,50
Fator solar (%)
82
54
44
28
62
Tabela 3
Tipos de fachadas e detalhamento de seu sistema construtivo
Corte esquemático das fachadas tradicional e cortina
Componentes construtivos
Materiais
Espessura (m)
U(W/m2.K)**
a transmitância térmica (U) e a capacidade térmica (C.T.) foram calculadas com base na norma NBR 15220: desempenho térmico de edificações: parte 2: métodos de cálculo da transmitância térmica, da capacidade térmica, do atraso térmico e do fator solar de elementos e componentes de edificações (ABNT, 2005a); e
C. T. (KJ/m2.K)**
a transmitância térmica (U) e a capacidade térmica (C.T.) foram calculadas com base na norma NBR 15220: desempenho térmico de edificações: parte 2: métodos de cálculo da transmitância térmica, da capacidade térmica, do atraso térmico e do fator solar de elementos e componentes de edificações (ABNT, 2005a); e
α ****
α = Absortância solar.
Piso
Laje de concreto
0,15
1,19
330
-
Espaço de ar
0,10
Carpete
0,05
Teto
Laje de concreto
0,15
1,05
341
-
Espaço de ar
0,75
Forro de gesso
0,015
Paredes internas (core)
Placa de gesso acartonado
0,015
1,60
22
-
Espaço de ar
0,05
Placa de gesso acartonado
0,015
Paredes externas
(FT)
Argamassa reboco
0,025
2,88
221
0,30
Bloco de concreto
0,14
Argamassa gesso
0,005
(FC)
Vidro translúcido
0,008
1,90
237
0,16
Argamassa reboco
0,025
2,88
221
0,30
Bloco de concreto
0,14
Argamassa gesso
0,005
Tabela 1
Características obtidas na etapa de coleta de dados
Características da edificação
Referências (valores médios)
Literatura
Entrevistas
Banco de dados buildings
Formato do pavimento tipo
Quadrado (30 m x 30 m; 35 m x 35 m); Retangular (26 m x 15 m; 40 m x 60 m). Ambos com núcleo (core)11
Core - zona localizada no centro da edificação, um núcleo, geralmente utilizado em edifício de escritórios, onde se localizam as caixas de escada, elevadores, banheiros e copa; e
Variável
Variável
Área do pavimento tipo (m2)
950 m2 (variou de 900 m2 a 2.500 m2)
Área condicionada entre 3.000 m2 e 50.000 m2 (edifício como um todo)
924 m2
Pé-direito (m)
2,90 m
2,50 m a 3 m (útil); 3,70 m a 4,20 m (total - galerias técnicas entre 0,80 m e 1,00 m)
2,80m
Nº de andares
10
Dado não informado
17
PAF (%) 22
PAF - Percentual de abertura na fachada.
30 - 100
50 - 80
Dado não informado
Tipo de fachada
Combinação alvenaria (ou drywall) + vidro;pele de vidro
Pele de vidro
Variável
Tipo de vidro
Incolor, refletivo, duplo
Vidro com baixo fator solar
Dado não informado
Cargas internas
Iluminação: 12 W/m2Pessoas: 8m2/pessoa; 117 W Equipamentos: 16,2 W/m2
Dado não informado
Dado não informado
Ar condicionado
Tipo: split; central; Temperatura de controle: 25 ºC (resfr.); 18 ºC (aquec.)
Tipo: VRF (sistema unitário); temperatura de controle de 20 ºC a 24 ºC
Tipo: central
Tipo de piso
Piso elevado com carpete
Dado não informado
Piso elevado com estrutura metálica
Tipo de forro
Forro de gesso
Dado não informado
Forro modular
Nº de zonas térmicas
5 (4 + core)
Não se aplica
Não se aplica
Quadro 3
Características das cargas internas
Tipo
Características
Referências
Pessoas
8 m2/pessoa; 117 W/pessoa
NBR 16401 (ABNT, 2008ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 16401-1: instalações de ar-condicionado, sistemas centrais e unitários: parte 1: projetos das instalações. Rio de Janeiro, 2008.); ASHRAE Fundamentals (AMERICAN..., 2009AMERICAN SOCIETY OF HEATING, REFRIGERATING AND AIRCONDITIONING ENGINEERS. Handbook of Fundamentals. Atlanta, 2009.)
Equipamentos**
a densidade de carga dos equipamentos refere-se à um computador e monitor, além de impressora e fax, para cada posto de trabalho (1 posto de trabalho/pessoa); e
16,2 W/m2 (média/alta)
NBR 16401-1(ABNT, 2008ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 16401-1: instalações de ar-condicionado, sistemas centrais e unitários: parte 1: projetos das instalações. Rio de Janeiro, 2008.)
Iluminação artificial
Tipo: on-off****
sistema de iluminação on-off, acionado durante o período ocupado sem considerar o aproveitamento da iluminação natural (não é dimerizável, eficiente).
; 9,7 W/m2
RTQ-C (INSTITUTO..., 2013INSTITUTO NACIONAL DE METROLOGIA, NORMALIZAÇÃO E QUALIDADE INDUSTRIAL. RTQ-C: regulamento técnico da qualidade para o nível de eficiência energética de edificações comerciais, de serviços e públicas. Rio de Janeiro, 2013.)
Quadro 4
Características do sistema de ar condicionado
Características
Tipo de equipamento
VRF com condensação a ar
Capacidade
≥ 40 kW e < 70 kW
Classificação
Multi-split VRF
COP (nível A): Curitiba e São Paulo
3,11
COP (nível A): Manaus
2,78
Temperatura de controle (resfriamento)
24 ºC / 25 ºC
Temperatura de controle (aquecimento)
18 ºC
Tabela 4 Classificação dos resultados em faixas de consumo energético
Faixas de consumo energético
>
Valor máximo de consumo energético assumido para cada clima
Ec ≥Min+4*(Max-Min)/5
Min+3*(Max-Min)/5≤ Ec <Mín+4*(Max-Min)/5
Min+2*(Max-Min)/5≤ Ec <Min+3*(Max-Min)/5
Min+1*(Max-Min)/5≤ Ec <Mín+2*(Max-Min)/5
Ec <Min+1*(Max-Min)/5
<
Valor mínimo de consumo energético assumido para cada clima
Tabela 5
Classificação dos resultados em faixas de consumo energético
Tipo de vidro (dispositivo de sombreamento)
Consumo de energia do ar condicionado (kWh/m2.ano)
Curitiba
São Paulo
Manaus
PAF
PAF
PAF
30%
55%
80%
30%
55%
80%
30%
55%
80%
FACHADA TRADICIONAL (FT)
Setpoint AC= 24ºC
In (SDS)
16,5
22,5
32,5
19,7
26,7
38,3
56,9
63,0
76,1
In (CDS)
14,3
15,6
22,6
16,2
18,6
27,7
54,0
60,3
71,8
Lw (SDS)
15,1
19,1
27,0
18,5
22,8
32,2
52,6
60,8
71,8
Lw (CDS)
13,4
14,6
19,9
16,2
17,2
24,0
50,0
55,8
69,8
Rf (SDS)
14,4
17,7
24,5
18,0
21,1
29,3
50,2
59,7
70,2
Rf (CDS)
12,9
14,0
18,7
16,4
16,9
22,2
47,6
53,4
68,8
Dp (SDS)
15,8
19,9
28,2
18,5
23,0
33,1
47,7
58,1
68,8
Dp (CDS)
14,3
15,7
20,1
16,3
17,1
24,1
44,8
51,2
65,8
Setpoint AC= 25ºC
In (SDS)
13,8
19,2
28,3
17,3
22,9
33,4
51,0
58,6
71,1
In (CDS)
11,6
13,0
19,4
14,9
15,7
23,4
47,7
55,4
66,8
Lw (SDS)
12,3
16,2
23,2
16,1
19,7
27,7
46,3
56,2
66,9
Lw (CDS)
10,6
11,8
16,9
14,8
15,3
19,9
43,5
51,3
64,6
Rf (SDS)
11,6
15,0
20,9
15,9
18,5
25,0
43,8
54,8
65,2
Rf (CDS)
10,1
11,2
15,7
14,9
15,2
18,4
41,3
48,4
63,3
Dp (SDS)
13,2
17,4
25,1
16,5
19,9
29,1
41,9
53,0
64,7
Dp (CDS)
11,4
13,3
18,2
15,2
15,4
20,7
39,2
45,3
61,3
FACHADA CORTINA (FC)
Setpoint AC= 24ºC
In (SDS)
22,4
26,9
36,5
27,2
32,3
42,6
67,3
70,7
81,8
In (CDS)
17,8
18,8
25,3
21,6
23,2
31,4
61,5
66,5
76,7
Lw (SDS)
20,8
23,6
30,4
25,3
28,6
36,4
63,3
68,5
77,6
Lw (CDS)
17,2
17,8
22,2
20,5
21,6
27,7
57,4
61,9
74,7
Rf (SDS)
20,1
22,2
27,9
24,5
26,8
33,5
61,1
67,3
75,9
Rf (CDS)
17,0
17,5
21,1
20,1
20,9
26,0
55,3
59,4
73,6
Dp (SDS)
21,5
24,6
33,0
25,9
29,5
38,3
60,0
66,6
75,8
Dp (CDS)
17,5
18,0
23,4
20,6
22,0
28,6
54,1
57,7
71,6
Setpoint AC= 25ºC
In (SDS)
19,5
23,7
31,8
23,5
28,4
37,6
62,2
66,4
76,9
In (CDS)
15,6
16,3
21,8
18,2
19,5
27,0
56,7
61,4
71,8
Lw (SDS)
18,1
20,6
26,6
21,8
24,8
31,8
58,6
63,9
72,7
Lw (CDS)
15,1
15,5
19,3
17,3
18,0
23,5
53,2
57,3
69,6
Rf (SDS)
17,4
19,2
24,3
21,0
23,1
29,1
56,7
62,4
71,0
Rf (CDS)
14,8
15,1
18,2
17,0
17,5
21,9
51,1
55,1
68,2
Dp (SDS)
19,1
21,9
29,2
22,7
26,1
34,2
55,5
62,4
71,7
Dp (CDS)
16,0
16,6
19,9
17,8
18,9
24,8
49,3
53,9
67,1
Tabela 6
Variação do consumo de energia do ar condicionado em função do PAF
Clima
Tipo de vidro(D. sombreamento)
Consumo de energia do ar condicionado
30% - 55%
55% - 80%
30% - 80%
FACHADA TRADICIONAL
Curitiba
In (SDS)
+35,8%
+44,6%
+96,3%
Lw (SDS)
+26,4%
+41,0%
+78,1%
Rf (SDS)
+22,3%
+38,9%
+69,8%
Dp (SDS)
+26,0%
+41,8%
+78,6%
São paulo
In (SDS)
+35,1%
+43,4%
+93,8%
Lw (SDS)
+23,3%
+40,8%
+73,5%
Rf (SDS)
+16,9%
+38,9%
+62,4%
Dp (SDS)
+23,8%
+44,1%
+78,4%
Manaus
In (SDS)
+10,8%
+20,7%
+33,7%
Lw (SDS)
+15,6%
+18,1%
+36,5%
Rf (SDS)
+18,9%
+17,6%
+39,8%
Dp (SDS)
+21,8%
+18,6%
+44,4%
FACHADA CORTINA
Curitiba
In (SDS)
+20,2%
+35,6%
+63,0%
Lw (SDS)
+13,3%
+28,9%
+46,0%
Rf (SDS)
+10,1%
+26,1%
+38,8%
Dp (SDS)
+14,5%
+34,3%
+53,8%
São paulo
In (SDS)
+19,0%
+31,8%
+56,8%
Lw (SDS)
+12,8%
+27,5%
+43,9%
Rf (SDS)
+9,6%
+24,9%
+36,8%
Dp (SDS)
+13,9%
+29,5%
+47,6%
Manaus
In (SDS)
+21,6%
+15,7%
+21,6%
Lw (SDS)
+22,5%
+13,3%
+22,5%
Rf (SDS)
+24,1%
+12,8%
+24,1%
Dp (SDS)
+26,2%
+13,7%
+26,2%
Tabela 7
Variação do consumo de energia do ar condicionado em função do tipo de vidro (referência: vidro incolor 6 mm)
Variação do consumo de energia do ar condicionado
Curitiba
São Paulo
Manaus
Tipo de vidro
PAF
(D. Sombr.)
30%
55%
80%
30%
55%
80%
30%
55%
80%
FC
Lw (SDS)
-7,0%
-12,3%
-16,7%
-6,9%
-11,7%
-14,6%
-5,9%
-3,2%
-5,2%
Rf (SDS)
-10,1%
-17,6%
-23,4%
-9,9%
-17,0%
-21,4%
-9,1%
-4,9%
-7,2%
Dp (SDS)
-4,1%
-8,6%
-9,4%
-4,6%
-8,6%
-10,2%
-10,8%
-5,8%
-7,3%
Tabela 8
Variação do consumo de energia do ar condicionado nos cenários com dispositivo de sombreamento (CDS) (referência: cenários sem dispositivo de sombreamento (SDS))
Clima
Tipo de vidro (Disp. sombreamento)
Variação do consumo de energia do ar condicionado
PAF=30%
PAF=55%
PAF=80%
Fachada cortina
Curitiba
In (CDS)
-20,4%
-30,3%
-30,6%
Lw (CDS)
-17,4%
-24,4%
-27,0%
Rf (CDS)
-15,6%
-21,2%
-24,5%
Dp (CDS)
-18,6%
-26,9%
-29,1%
São Paulo
In (CDS)
-20,4%
-28,3%
-26,3%
Lw (CDS)
-19,1%
-24,4%
-24,0%
Rf (CDS)
-18,0%
-22,0%
-22,5%
Dp (CDS)
-20,5%
-25,4%
-25,3%
Manaus
In (CDS)
-8,7%
-5,9%
-6,2%
Lw (CDS)
-9,3%
-9,6%
-3,7%
Rf (CDS)
-9,5%
-11,7%
-3,0%
Dp (CDS)
-9,8%
-13,5%
-5,5%
Tabela 9
Variação do consumo de energia do ar condicionado em função da alteração na temperatura de controle (setpoint) de 24 ºC para 25 ºC
Tipo de vidro (D. Sombr.)
Variação do consumo de energia do ar condicionado
Curitiba
São paulo
Manaus
PAF
30%
55%
80%
30%
55%
80%
30%
55%
80%
FC
In (SDS)
-12,7%
-12,0%
-12,8%
-13,6%
-12,3%
-11,7%
-7,5%
-6,0%
-6,0%
In (CDS)
-12,2%
-12,9%
-14,0%
-16,1%
-15,9%
-14,1%
-7,7%
-7,7%
-6,5%
Lw (SDS)
-13,1%
-12,8%
-12,4%
-13,9%
-13,2%
-12,6%
-7,5%
-6,6%
-6,2%
Lw (CDS)
-12,2%
-13,2%
-12,7%
-15,7%
-16,4%
-15,1%
-7,3%
-7,4%
-6,9%
Rf (SDS)
-13,6%
-13,3%
-13,0%
-14,1%
-13,8%
-13,1%
-7,3%
-7,2%
-6,4%
Rf (CDS)
-12,7%
-13,6%
-13,6%
-15,6%
-16,3%
-15,8%
-7,6%
-7,3%
-7,4%
Dp (SDS)
-11,0%
-10,8%
-11,7%
-12,5%
-11,8%
-10,6%
-7,5%
-6,4%
-5,3%
Dp (CDS)
-8,3%
-7,8%
-14,9%
-13,4%
-14,1%
-13,1%
-9,0%
-6,6%
-6,3%
Quadro 5
Principais resultados obtidos nessa pesquisa
COMBINAÇÃO DOS PARÂMETROS AVALIADOS
Parâmetros
Principais resultados
Utilizar fachada tradicional (FT)
• Possui os menores consumos energéticos com ar condicionado (em relação à fachada cortina - FC);
Alterar de FT para FC
• Em média, um aumento de 25% para Curitiba e São Paulo e 15% para Manaus;
Climas
• Curitiba e São Paulo apresentam resultados semelhantes quanto à faixa de desempenho energético, diferenciando-se nesse aspecto o clima de Manaus, devido às altas temperaturas mantidas ao longo do ano todo;
Parâmetros relacionados às aberturas (PAF, tipo de vidro, dispositivo de sombreamento)
• O PAF foi o que mais impactou o consumo energético. O tipo de vidro teve impacto nas maiores aberturas (PAFs de 55% e 80%), enquanto a utilização do dispositivo de sombreamento sempre reduziu o consumo energético nas diversas situações avaliadas neste estudo;
Alteração do setpoint de resfriamento do ar condicionado
• Mudar a temperatura de 24 ºC para 25 ºC melhorou o desempenho em todos os cenários, reduzindo o consumo de energia em até 16,4%, em média.
Quadro 6
Principais recomendações de projeto para os melhores desempenhos
Características
Recomendações
Fachada tradicional (FT)
• Utilizar, em todos os climas, a fachada tradicional, exceto para os cenários com aberturas grandes (PAF de 80%) e setpoint de 24 ºC em Manaus.
Fachada cortina(FC)
• Em Curitiba e São Paulo deve-se priorizar janelas pequenas (PAF de 30%) e médias (PAF de 55%) com dispositivo de sombreamento para poder utilizar todos os tipos de vidros (nos dois setpoints). É possível se utilizar janelas grandes (PAF de 80%) em Curitiba, desde que se mantenha o setpoint em 25 ºC para todos os tipos de vidros (exceto o incolor) e, em São Paulo, é possível utilizar o vidro refletivo no setpoint de 24 ºC e os vidros low-e, refletivo ou duplo no setpoint de 25 ºC. Em climas muito quentes, como Manaus, o uso de janelas pequenas (PAF de 30%) é mais adequado e, com a possibilidade de se utilizar um dispositivo de sombreamento, pode-se utilizar os vidros refletivo ou duplo e, no setpoint de 25 ºC, todos os tipos de vidro podem ser usados (exceto o incolor). É possível se utilizar janelas médias (PAF de 55%), desde que se tenha dispositivo de sombreamento para os vidros refletivo ou duplo, no setpoint de 25 ºC.
Associação Nacional de Tecnologia do Ambiente Construído - ANTAC
Av. Osvaldo Aranha, 93, 3º andar, 90035-190 Porto Alegre/RS Brasil, Tel.: (55 51) 3308-4084, Fax: (55 51) 3308-4054 -
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Brazil E-mail: ambienteconstruido@ufrgs.br
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