Integração de estratégias passivas de climatização em escolas no contexto climático de Brasília (DF)

Abstract

Edificações educacionais devem prover adequadas condições térmicas, para que o ambiente da sala de aula possa potencializar a participação, aprendizagem e ensino dos alunos. Para o controle das condições de conforto térmico aliado a baixo consumo energético, uma alternativa é o uso de estratégias passivas. Normalmente estudos avaliam estratégias passivas isoladamente, porém evidências sugerem que a combinação dessas estratégias pode contribuir no aumento de conforto térmico. Assim, o objetivo deste trabalho é avaliar a influência de estratégias passivas de climatização, isoladas e integradas, no conforto térmico de uma sala de aula inserida no contexto climático de Brasília. Para isso, um modelo computacional foi produzido no software EnergyPlus v9.3, tendo como base um projeto de escola padrão do Fundo Nacional de Desenvolvimento da Educação (FNDE). As estratégias que foram empregadas no modelo são: trocador de calor solo-ar (EAHE), materiais de mudança de fase (PCM), chaminé solar e massa térmica, avaliando-as em modelos isolados e integrados. Assim, realizou-se uma análise paramétrica com 3.200 simulações, variando os parâmetros construtivos e operacionais. A influência das estratégias no conforto térmico foi verificada por meio de análises de sensibilidade e incerteza, resultando em dados que subsidiaram um processo de otimização dos atributos de parâmetros. Como resultado, uso da chaminé solar reduziu o número de horas de desconforto em 15,67%, comparado sem a sua aplicação. Já o resultado de conforto térmico empregando três estratégias combinadas é melhor do que os outros modos de combinação, de forma significativa. O comprimento da tubulação do EAHE possui boa correlação com o conforto térmico, assim como a temperatura de mudança de fase do PCM (sendo a temperatura ótima de 23°C). Após a otimização, o modelo com melhor resultado possui três estratégias passivas e reduziu em mais de 47% o número de horas em desconforto, em relação ao modelo sem estratégias aplicadas. Portanto, conclui-se que a combinação de estratégias passivas possui positivo impacto no aumento de conforto térmico em edificações educacionais, sobretudo em salas de aula.