Análise do desempenho térmico de uma residência unifamiliar por meio de simulação computacional

Abstract

O Brasil enfrenta hoje um déficit habitacional de quase seis milhões de moradias. Programas governamentais, como o Minha Casa, Minha Vida (PMCMV), tentam suprir essa carência facilitando a aquisição de habitações para a população, em especial de baixa renda. Devido à alta demanda por moradias e a necessidade de baixo custo de execução, o desempenho térmico das edificações e o conforto do usuário são postergados, em especial pela existência de “projetos padrão” que atendem aos inúmeros tipos climáticos presentes no país. Em vista a essa problemática, o presente trabalho avalia o desempenho térmico de uma edificação unifamiliar do Programa Minha Casa, Minha Vida para três diferentes climas brasileiros por meio do método de simulação computacional da NBR 15575 – Desempenho de Edificações, propondo alterações nas paredes externas, cobertura, tamanho de aberturas e orientação de implantação. A partir do modelo real, foram realizadas combinações com as variáveis citadas, sendo estas simuladas por meio do programa EnergyPlus para as cidades de Curitiba, Brasília e São Luís. A partir dos dados de saída das simulações foram extraídos os indicadores de desempenho térmico (percentual de horas dentro de uma faixa de temperatura operativa, carga térmica total e temperaturas operativas), permitindo que fossem realizadas as análises e identificados os casos otimizados. Para as cidades de Curitiba e São Luís, a combinação que obteve os melhores resultados foi com o uso de parede de tijolos com revestimento de argamassa, laje de concreto maciço com telha cerâmica e aberturas com tamanho igual a 10% da área de piso da sala ou do quarto, a depender do ambiente considerado. Em Curitiba a edificação mostra-se com melhor desempenho quando orientada a oeste, enquanto para São Luís isso acontece quando orientada a sudoeste. Já para a cidade de Brasília, o caso otimizado consiste na combinação de paredes de tijolos com revestimento de argamassa, forro de gesso com telha cerâmica e aberturas com tamanho igual a 25% da área de piso do ambiente em que se encontra, com implantação orientada a oeste. Dessa forma, evidencia-se a necessidade de projetos elaborados de acordo com as demandas de cada localidade, uma vez que os sistemas construtivos, aberturas das janelas e orientação mais adequados variam de acordo com as características de cada clima.

Brazil is currently facing a housing deficit of almost six million homes. Government programs, such as Minha Casa, Minha Vida (PMCMV), try to fill this gap by facilitating housing acquisition for the population, especially the low-income population. Due to the high demand for housing and the need for low execution costs, the thermal performance of buildings and user comfort are postponed, especially due to “standard projects” used for the numerous climatic types present in the country. Given this problem, the present work evaluates the thermal performance of a building from the PMCMV for three different Brazilian climates through the computational simulation method of NBR 15575, proposing changes in the external walls, roof, size of openings and deployment guidance. From the real model, parameterizations were performed with the cited variables and simulated using the EnergyPlus software for the cities of Curitiba, Brasília and São Luís. Thermal performance indicators were extracted from the simulations (percentage of hours within an operative temperature range, total thermal load and minimum and maximum operative temperature), allowing analyzes and optimized cases to be identified. For Curitiba, the combination that obtained the best results was the brick wall with mortar coating, solid concrete slab with ceramic tile and openings equal to 10% of the room’s floor area, in the same way as observed for São Luís. However, in Curitiba, the building performs better when oriented to the west, while in São Luís, this happens when oriented to the southwest. For Brasilia, the optimized case consists of the combination of brick walls with mortar coating, plaster ceiling with ceramic tile and openings equal to 25% of the room’s floor area, with implantation facing west. In this way, the need for projects designed individually for the demands of each location is evident since the most appropriate construction systems and orientations vary according to the characteristics of the climate.