Na busca por edificações energeticamente eficientes, é necessário adotar uma abordagem holística. Primeiramente, assumir parâmetros construtivos para a edificação cujas resistências térmicas dos diversos componentes sejam compatíveis com a exposição e com o tipo de clima do local. A Norma 90.1 ANSI/ASHRAE/IES é uma ótima fonte de referência. Diria que a principal escolha estaria nos vidros, não só em relação à sua eficiência energética, mas a própria quantificação da área de vidros, adotando providências passivas tais como sombreamento externo e prateleiras internas de direcionamento dos raios visíveis. A Norma 90.1 recomenda uma relação de áreas entre janelas (window) e paredes (wall), WWR máxima de 0,40. Indica, também, coeficiente de sombreamento do vidro (shade factor) 0,26. Deve-se optar por vidros com característica de baixa emissividade (low-E), os quais permitem a transmissão dos raios visíveis e filtram a maior parte dos raios infravermelhos, cujo fluxo térmico é equivalente ao dos raios visíveis, com o agravante da inutilidade (com exceção da calefação em climas extremamente frios) e da majoração da carga térmica. Dimensões dos espaços internos que possam receber iluminação natural a partir das fachadas, trazem um duplo benefício, pois, além de uma baixa carga de irradiação solar, evitar-se-á, durante a maior parte do ano, o uso da iluminação artificial, a qual deverá ser regulada por processo automático de dimerização, atuando apenas nos horários em que o nível de iluminamento não seja atingido exclusivamente por iluminação natural.

Resfriamento noturno da massa

Trata-se do conceito de Edificações Termicamente Ativas, onde a massa da edificação funciona como uma âncora da temperatura do ambiente, em razão da sua alta inércia térmica e do contato íntimo com o fluido de resfriamento. O papel do resfriamento noturno da massa da edificação é auferir free cooling em regiões climáticas de alta amplitude térmica diária, cortando picos de carga provocados por calor armazenado. Ao final do dia a massa construtiva exposta ao sol pode atingir uma temperatura média acima da temperatura exterior de projeto, ocorrendo armazenamento de calor que se apresentará como carga térmica de resfriamento para o dia seguinte.

A massa aquecida pode ser resfriada durante a noite, levando-a a uma temperatura inferior à temperatura interior de projeto, resultando em armazenamento de frio e transformando-se em potência frigorífica útil para o dia seguinte. Esse resfriamento pode ser obtido, por exemplo, através das unidades DOAS de ar externo dedicado, circulando água resfriada pelo ar externo noturno, e arrefecendo  a massa da edificação por processo radiante, o mesmo a ser utilizado durante o dia em sistema de conceito “ar-água”, ao invés do emprego dos tradicionais sistemas “todo-ar”. Outra forma é usar água resfriada em torre de resfriamento, aproveitando a mais baixa temperatura de bulbo úmido noturna, utilizando o mesmo sistema de torres, no caso de instalações arrefecidas a água.

O ciclo economizador é altamente vantajoso, principalmente para regiões de clima com estação fria e estação quente e seca, nas quais se pode usar 100% de ar externo, uma vez que a entalpia, nessas estações, é inferior à do ar interno. Emprega-se, para tanto, ventilador para expulsar o ar de retorno, enquanto o ventilador de insuflação aspira 100% de ar exterior. Na estação fria, usa-se diretamente o ar externo, enquanto na estação quente/seca, adota-se resfriamento evaporativo, um processo natural de climatização. O conceito de desacoplamento entre cargas, combinado com o de baixa exergia, amplia, consideravelmente, as oportunidades de utilização.

Já a carga térmica relativa à iluminação corresponde, em média, a 15% da carga          térmica sensível interna.  A forma de minimizá-la, além do emprego de iluminação natural, é optar pelo uso de lâmpadas LED, ao invés das lâmpadas fluorescentes. É que 75% da energia elétrica fornecida às lâmpadas fluorescentes se dissipam na forma de calor, em razão do trabalho realizado de dispersão e movimentação dos elétrons no interior do tubo, bem como, da colisão com os átomos de mercúrio e argônio que emitem irradiação ultravioleta e excitam as moléculas da cobertura fluorescente do tubo, ensejando a emissão de radiação visível. As lâmpadas LED operam com temperaturas mais baixas, reduzindo a temperatura média radiante no entorno das estações de trabalho, parâmetro de grande importância na definição das condições de conforto térmico.

Francisco Dantas, é engenheiro, consultor e diretor da Interplan Planejamento Térmico Integrado

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Recursos construtivos para o tratamento da envoltória

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