Comportamento térmico de fachadas urbanas com diferentes revestimentos cerâmicos

Autores

DOI:

https://doi.org/10.46421/encac.v17i1.4117

Palavras-chave:

refletância solar, orientação solar, fachadas, revestimentos cerâmicos

Resumo

A radiação solar incidente em revestimentos das fachadas urbanas pode gerar acúmulo de calor nas cidades. Em consequência, as envoltórias das construções podem causar desconforto térmico aos habitantes e potencializar a demanda energética para resfriamento dos ambientes. Neste sentido, o objetivo deste trabalho é avaliar o desempenho térmico de fachadas com revestimentos cerâmicos de diferentes refletâncias solares investigando a influência das orientações norte, sul, leste e oeste. A partir de amostras expostas ao sol em painéis verticais, em ambiente externo, em dia de verão, foram realizadas medições de temperatura superficial, refletância solar e temperatura do ar. Os resultados mostram que a fachada leste apresentou a maior temperatura superficial média durante o período diurno, 33,0°C, em comparação com 28,3°C, 27,8°C e 27,7°C nas fachadas norte, sul e oeste, respectivamente. Entretanto, apresentou um rápido resfriamento no período noturno com temperatura superficial média de 26,4°C, em comparação com 28,5, 26,7 e 34,7 nas fachadas norte, sul, e oeste, respectivamente. Destaca-se que a fachada oeste apresentou a maior temperatura superficial média máxima, 63,9°C, com diferença de 24,9°C da fachada sul. Por outro lado, revestimentos de diferentes cores e refletâncias apresentam comportamento térmico distinto nas diferentes fachadas. Notou-se que o aumento da refletância de 3,7% (AZE_LB) para 50,5% (BR_LB) pode gerar uma diferença na temperatura superficial máxima de 18,9°C (oeste), 15,1°C (leste), 7,6°C (norte) e 3°C (sul). Assim ressalta-se a considerável influência da característica e da orientação da superfície no desempenho térmico das fachadas urbanas, para correta utilização dos revestimentos e para mitigação do aquecimento urbano.

Biografia do Autor

Ana Júlia Pilon Castello, Pontifícia Universidade Católica de Campinas

Mestre em Sistemas de Infraestrutura Urbana na Pontifícia Universidade Católica de Campinas (Campinas - SP, Brasil)

Marcius Fabius Henriques de Carvalho, Pontifícia Universidade Católica de Campinas

Doutor em Engenharia Elétrica na Universidade Estadual de Campinas. Professor na Ponti´ficia Universidade Católica de Campinas (Campinas - SP, Brasil).

Lia Toledo Moreira Mota, Pontifícia Universidade Católica de Campinas

Doutora em Engenharia Elétrica na Universidade Estadual de Campinas. Professora na Ponti´ficia Universidade Católica de Campinas (Campinas - SP, Brasil).

Claudia Cotrim Pezzuto, Pontifícia Universidade Católica de Campinas

Doutora em Engenharia Civil na Universidade Estadual de Campinas. Professora na Ponti´ficia Universidade Católica de Campinas (Campinas - SP, Brasil).

Referências

AKBARI, H.; MATTHEWS, H. D.; SETO, D. The long-term effect of increasing the albedo of urban areas. Environmental Research Letters, 2012.

ALCHAPAR, N. L. et al. The impact of different cooling strategies on urban air temperatures: the cases of Campinas, Brazil and Mendoza, Argentina. Theoretical and Applied Climatology, v. 130, n. 1–2, p. 35–50, 2017.

ALCHAPAR, N. L.; CORREA, E. N. Optothermal properties of façade coatings. Effects of environmental exposure over solar reflective index. Journal of Building Engineering, v. 32, n. May, p. 101536, 2020.

ALCHAPAR, N. L.; CORREA, E. N.; CANTÓN, M. A. Classification of building materials used in the urban envelopes according to their capacity for mitigation of the urban heat island in semiarid zones. Energy and Buildings, v. 69, p. 22–32, 2014.

AMERICAN SOCIETY FOR TESTING AND MATERIALS. ASTM C1864-17R2022. Standard Teste Method for Determination of Solar Reflectance od Directionally Reflective Material Using Portable Solar Reflectometer. v. 04.06, 2022.

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS (ABNT). NBR15220-1: desempenho térmico de edificações - parte 1: definições, símbolos e unidades. Rio de Janeiro: [s.n.]. Disponível em: .

CETESB. Qualidade do ar. Disponível em: https://cetesb.sp.gov.br/ar/qualar/. Acesso em: 2022.

DORNELLES. Absortância solar de superfícies opacas: métodos de determinação e base de dados para tintas látex acrílica e pva. [s.l: s.n.].

DORNELLES, K. A.; RORIZ, M. Métodos alternativos para identificar a absortância solar de superfícies opacas. Ambiente Construído, n. 16, p. 109–127, 2007.

DOULOS, L.; SANTAMOURIS, M.; LIVADA, I. Passive cooling of outdoor urban spaces. The role of materials. Solar Energy, v. 77, n. 2, p. 231–249, 2004.

ERELL, E. et al. Effect of high-albedo materials on pedestrian heat stress in urban street canyons. Urban Climate, v. 10, n. P2, p. 367–386, 2014.

GARSHASBI, S. et al. Urban mitigation and building adaptation to minimize the future cooling energy needs. Solar Energy, v. 204, n. March, p. 708–719, 2020.

GEORGAKIS, C.; ZORAS, S.; SANTAMOURIS, M. Studying the effect of “cool” coatings in street urban canyons and its potential as a heat island mitigation technique. Sustainable Cities and Society, v. 13, p. 20–31, 2014.

KINOSHITA, S.; YOSHIDA, A. Investigating performance prediction and optimization of spectral solar reflectance of cool painted layers. Energy and Buildings, v. 114, p. 214–220, 15 fev. 2016.

LEVINSON, R. et al. Effects of soiling and cleaning on the reflectance and solar heat gain of a light-colored roofing membrane. Atmospheric Environment, v. 39, n. 40, p. 7807–7824, dez. 2005.

LEVINSON RONNEN. Using solar availability factors to adjust cool-wall energy savings for shading. Solar Energy, 2019.

LOBACCARO, G.; FRONTINI, F. Solar energy in urban environment: How urban densification affects existing buildings. Energy Procedia. Anais...Elsevier Ltd, 2014.

MUNIZ-GÄAL, L. P. et al. Eficiência térmica de materiais de cobertura. Ambiente Construído, v. 18, n. 1, p. 503–518, 2018.

PAOLINI, R. et al. Natural aging of cool walls: Impact on solar reflectance, sensitivity to thermal shocks and building energy needs. Energy and Buildings, v. 153, p. 287–296, 15 out. 2017.

PEREIRA, C. D. et al. Relatório de Avaliação do Espectrômetro Portátil ALTA II. Florianópolis: [s.n.].

PEREZ, G. et al. Catalogue of Urban Surface Finish Materials: Optimizing Solar Energy Management in Latin American Cities Located in Different Climatic Zones. Chile: [s.n.].

PISELLO, A. L. et al. Combined thermal effect of cool roof and cool façade on a prototype building. Energy Procedia. Anais...Elsevier Ltd, 1 nov. 2015.

SANTAMOURIS, M.; SYNNEFA, A.; KARLESSI, T. Using advanced cool materials in the urban built environment to mitigate heat islands and improve thermal comfort conditions. Solar Energy, v. 85, n. 12, p. 3085–3102, 2011.

SANTAMOURIS, M.; YUN, G. Y. Recent development and research priorities on cool and super cool materials to mitigate urban heat island. Renewable Energy, v. 161, p. 792–807, 2020.

SANTOS, E. I.; MARINOSKI, D. L.; LAMBERTS, R. Influência do ambiente de medição sobre a verificação da absortância de superfícies opacas utilizando um espectrômetro portátil. X Encontro Nacional e VI Encontro Latino Americano de Conforto no Ambiente Construído, p. 660–669, 2009.

STEWART, I. D.; OKE, T. R. Local climate zones for urban temperature studies. Bulletin of the American Meteorological Society, v. 93, n. 12, p. 1879–1900, 2012.

SYNNEFA, A. et al. On the use of cool materials as a heat island mitigation strategy. Journal of Applied Meteorology and Climatology, v. 47, n. 11, p. 2846–2856, 1 nov. 2008.

SYNNEFA, A.; SANTAMOURIS, M.; APOSTOLAKIS, K. On the development, optical properties and thermal performance of cool colored coatings for the urban environment. Solar Energy, v. 81, n. 4, p. 488–497, 2007.

TAHA, H. Urban climates and heat islands: Albedo, evapotranspiration, and anthropogenic heat. Energy and Buildings, v. 25, n. 2, p. 99–103, 1997.

YAGHOOBIAN NEDA; KLEISSL JAN. Effect of reflectiva pavements on building energy use. Urban Climate, 2012.

ZHU JIAJIE; JAHN WOLFRAM; REIN GUILLERMO. Computer simulation of sunlight concentration due to façade shape. Journal of Building Performance Simulation, 2019.

Downloads

Publicado

26-10-2023

Como Citar

CASTELLO, Ana Júlia Pilon; CARVALHO, Marcius Fabius Henriques de; MOTA, Lia Toledo Moreira; PEZZUTO, Claudia Cotrim. Comportamento térmico de fachadas urbanas com diferentes revestimentos cerâmicos. In: ENCONTRO NACIONAL DE CONFORTO NO AMBIENTE CONSTRUÍDO, 17., 2023. Anais [...]. [S. l.], 2023. p. 1–8. DOI: 10.46421/encac.v17i1.4117. Disponível em: https://eventos.antac.org.br/index.php/encac/article/view/4117. Acesso em: 21 dez. 2024.

Edição

Seção

2. Clima e Planejamento Urbano