ANÁLISE DE MÉTODOS DE CÁLCULO PARA DETERMINAÇÃO DA TEMPERATURA DO SOLO EM SIMULAÇÕES COMPUTACIONAIS

Resumo

O contato do piso de edificações térreas com o solo promove trocas de calor relevantes para o desempenho do ambiente construído. Logo, a temperatura do solo é um fator importante em simulações computacionais e deve ser calculada sempre que o piso do ambiente estiver em contato com o solo. No entanto, em alguns casos, a definição desta variável é relegada no processo de análises de desempenho termoenergético. Neste contexto, o presente trabalho tem como objetivo analisar metodologias de definição da temperatura do solo para simulações de desempenho termoenergético de edificações sob diferentes condições de envoltória e de clima. O método de pesquisa consistiu em simulações para o cálculo da temperatura do solo de uma habitação térrea através do pré-processador Slab e através do objeto Ground Domain (modelos FiniteDifference e KusudaAchenbach), ambos vinculados ao EnergyPlus. Foi considerado três sistemas construtivos (blocos cerâmicos, concreto maciço e wood frame) e três climas brasileiros (Curitiba, São Paulo e Belém). Adicionalmente, analisou-se o desempenho de um dos dormitórios da edificação objeto de estudo para cada método de cálculo da temperatura do solo. Os resultados mostraram algumas diferenças entre a temperatura do solo gerada pelo pré-processador Slab e pelo objeto Ground Domain. Observou-se que, diante de temperaturas do ar mais baixas, ocorre uma relativa similaridade nos resultados, todavia, diante de temperaturas do ar mais elevadas, a diferença entre as duas ferramentas é significativa. Comparando o Slab e o Ground Domain, obteve-se diferenças na temperatura média mensal do solo de até 1,78 °C, 2,14 °C e 2,94 °C para Curitiba, São Paulo e Belém, respectivamente. Por outro lado, quando comparados somente os resultados pelos modelos de cálculo do Ground Domain, observou-se pouca diferença em todos os casos: variação média anual de até 0,14 °C, 0,10 °C e 0,25 °C para Curitiba, São Paulo e Belém. Além disso, não se observou grandes variações na temperatura do solo quando alternado somente os sistemas construtivos. Com relação à influência no desempenho da edificação, observou-se que ocorrem diferenças significativas da resposta do ambiente construído na maioria dos casos, conforme se altera o método de definição da temperatura do solo. Obteve-se diferenças de até 49,71%, 33,92% e 27,91% no indicador GHR para Curitiba, São Paulo e Belém, respectivamente. Isto posto, de modo geral, conclui-se a relevância da correta definição da temperatura da interface solo e piso em processos de simulações computacionais