Investigação da influência da incorporação de PCMs no conforto térmico em escritórios no Brasil

Autores

DOI:

https://doi.org/10.46421/entac.v20i1.5769

Palavras-chave:

Material de Mudança de Fase, PCM, EnergyPlus, Conforto térmico adaptativo

Resumo

Os Materiais de Mudança de Fase (PCMs) potencialmente aumentam a inércia térmica de ambientes quando a adoção de materiais pesados, com alta capacidade térmica, é restrita. Ademais, sua utilização pode promover atraso e amortecimento térmico e ampliar o conforto térmico de usuários. Esse artigo objetiva investigar a influência mensal de PCMs em paredes internas de uma tipologia de escritório. Os resultados foram obtidos a partir de simulação termoenergética no EnergyPlus e utilizou um ambiente teórico típico de escritório com aproximadamente 50m² e naturalmente ventilado. Os PCMs avaliados são comercializados pela Rubitherm e apresentam temperaturas de mudança de fase entre 18 e 35°C. Foi analisado o impacto de cada PCM nos níveis de conforto mensal dos usuários em seis cidades nas oito Zonas Bioclimáticas Brasileiras (ZBs). Os resultados indicaram uma maior redução das horas em desconforto térmico para o PCM com temperatura de mudança de fase de 21°C em cidades das ZBs 1 a 5. Também foi possível concluir que o efeito do PCM se torna mais expressivo quando as temperaturas médias e mínimas médias mensais alcançam valores próximos ou abaixo de 20°C.

Biografia do Autor

Érika Adams, UFV

Cursando Arquitetura e Urbanismo na Universidade  Federal de Viçosa (Viçosa-MG, Brasil).    

Caique Alcanfor, Universidade Federal de Viçosa

Cursando Arquitetura e Urbanismo na Universidade  Federal de Viçosa (Viçosa-MG, Brasil).    

Matheus Menezes Oliveira, Universidade Federal de Viçosa

Doutorado em Arquitetura e Urbanismo pela Universidade Federal de Viçosa. Professor Adjunto do Departamento de Arquitetura e Urbanismo na Universidade Federal de Viçosa (Viçosa - MG)

Caio de Carvalho Lucarelli, Universidade Federal de Viçosa

Doutorado em Arquitetura e Urbanismo pela Universidade Federal de Viçosa. Professor Adjunto do Departamento de Arquitetura e Urbanismo na Universidade Federal de Viçosa (Viçosa - MG)

Joyce Carlo, UFV

Doutorado em Engenharia Civil pela Universidade Federal de Santa Catarina. Professora  do Departamento de Arquitetura e Urbanismo na Universidade Federal de Viçosa (Viçosa - MG)

Beatryz Cardoso Mendes, Universidade Federal de Viçosa

Doutorado em Engenharia Civil pela Universidade Federal de Viçosa. Professora do Departamento de Arquitetura e Urbanismo na Universidade Federal de Viçosa (Viçosa - MG)

Referências

International Energy Agency, IEA. Energy Technology Perspectives 2020. DOI: https://www.iea.org/reports/energy-technology-perspectives-2020.

Empresa De Pesquisa Energética. Balanço Energético Nacional 2023: Ano Base 2022. DOI: https://www.epe.gov.br/pt/publicacoes-dados-abertos/publicacoes/balanco-energetico-nacional-2023. Acesso em: 06 mai. 2024.

Brito, A. Contribuição Da Inércia Térmica Na Eficiência Energética De Edifícios De Escritórios Na Cidade De São Paulo. 2015. Tese (Doutorado Em Engenharia Mecânica De Energia De Fluidos) - Escola Politécnica, Universidade De São Paulo, São Paulo, 2015. DOI:10.11606/T.3.2016.tde-13062016-102613. Acesso em: 07 de março de 2024.

Huang, X.; Alva, G.; Jia, Y.; Fang, G. Morphological Characterization And Applications Of Phase Change Materials In Thermal Energy Storage: A Review. Renewable And Sustainable Energy Reviews, V. 72, P. 128–145, 2017. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.rser.2017.01.048.

Wahid, M. A.; Hosseini, S. E.; Hussen, H. M.; Akeiber, H. J.; Saud, S. N.; Mohammad, A. T. An Overview Of Phase Change Materials For Construction Architecture Thermal Management In Hot And Dry Climate Region. Applied Thermal Engineering, V. 112, P. 1240–1259, 2017. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2016.07.032.

Brito, A.; Akutsu, M.; Salles, E.; Castro, G. Características Térmicas De Materiais De Mudança De Fase Adequados Para Edificações Brasileiras. Ambiente Construído, V. 17, N. 1, P. 125–145, 2017. DOI: http://dx.doi.org/10.1590/s1678-86212017000100128.

Song, M.; Niu, F.; Mao, N.; Hu, Y.; Deng, S. Review On Building Energy Performance Improvement Using Phase Change Materials. Energy And Buildings, V. 158, P. 776–793, 2018. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.enbuild.2017.10.066.

Pons, V.; Stanescu, G. Materiais Com Mudança De Fase: Análise De Desempenho Energético Para O Brasil. Parc, V. 8, N. 2, P. 127, 2017. DOI: http://dx.doi.org/10.20396/parc.v8i2.8650228.

Fernando; Mariane Pinto Brandalise ; Martin Ordenes Mizgier. Materiais de mudança de fase como sistema de resfriamento passivo em habitações de interesse social pré-fabricadas leves. PARC Pesquisa em Arquitetura e Construção, v. 13, p. e022027–e022027, 2022. DOI: https://doi.org/10.20396/parc.v13i00.8666777.

Marin, P.; Saffari, M.; Gracia, A.; Zhu, X.; Farid, M.; Cabeza, L.; Ushak, S. Energy Savings Due To The Use Of PCM For Relocatable Lightweight Buildings Passive Heating And Cooling In Different Weather Conditions. Energy And Buildings, V. 129, P. 274–283, 2016. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.enbuild.2016.08.007.

SAFFARI, M.; DE GRACIA, A.; FERNÁNDEZ, C.; CABEZA, L. F. Simulation-based optimization of PCM melting temperature to improve the energy performance in buildings. Applied Energy, v. 202, p. 420–434, 2017. DOI: https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2017.05.107.

Oliveira, R.; Gonzales, T.; Carvalho, M. Uso De PCM Para Edificações Em Região De Clima Quente: Uma Revisão Sistemática. Parc, V. 12, P. E021001, 2021. DOI: https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2017.10.066.

OLIVEIRA, M.; LUCARELLI, C.; CARLO, J. Uso de materiais de mudança de fase em sistemas construtivos: revisão integrativa de literatura. Ambiente Construído, v. 22, p. 67-111, 2022. DOI: https://doi.org/10.1590/s1678-86212022000300610

Oliveira, M. M., D.Sc. Investigação Da Influência Dos Materiais De Mudança De Fase No Conforto Térmico Em Modelo De Escritório Nos Climas Brasileiros. mbiente Universidade Federal De Viçosa, Fevereiro De 2023.

ENERGYPLUS. Engineering reference: EnergyPlus Version 9.3.0 Documentation - Engineering Reference U.S. Department of Energy, 2020.

Oliveira, M.; Carlo, J. Avaliação Do Conforto Térmico E Renovação De Ar Em Ambientes Com Chaminés Solares. Ambiente Construído, V. 21, N. 1, P. 293-314, 2021. DOI: http://dx.doi.org/10.1590/s1678-86212021000100506.

Solgi, E.; Hamedani, Z.; Fernando, R.; Karib, B.; Skates, H. A Parametric Study Of Phase Change Material Behaviour When Used With Night Ventilation In Different Climatic Zones. Building And Environment, V. 147, N. October 2018, P. 327–336, 2019. DOI: https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2018.10.031.

RUBITHERM. PCM RT - LINE. Disponível em: https://www.rubitherm.eu/en/index.php/productcategory/organische-pcm-rt. Acesso em 09 de junho de 2024.

Meng, E.; Yu, H.; Zhou, B. Study Of The Thermal Behavior Of The Composite Phase Change Material (PCM) Room In Summer And Winter. Applied Thermal Engineering, V. 126, P. 212–225, 2017. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2017.07.110.

Lee, K.; Medina, M.; Sun, X.; Jin, X. Thermal Performance Of Phase Change Materials (PCM)-Enhanced Cellulose Insulation In Passive Solar Residential Building Walls. Solar Energy, V. 163, N. February, P. 113–121, 2018. DOI: https://doi.org/10.1016/j.solener.2018.01.086.

Sharma, V.; Rai, A. Performance Assessment Of Residential Building Envelopes Enhanced With Phase Change Materials. Energy And Buildings, V. 208, P. 109664, 2020. DOI: https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2019.109664.

ANSI/ASHRAE Standard 55-2023 - Thermal Environmental Conditions for Human Occupancy. Ansi.org. Disponível em: https://webstore.ansi.org/standards/ashrae/ansiashraestandard552023?gad_source=1&gclid=Cj0KCQjwxeyxBhC7ARIsAC7dS3-MvsJLoM4sfaG5yE-P-T-IutlDwQEiJypcnT9GprIxovsDdMyyMncaAnRkEALw_wcB. Acesso em: 26 jul. 2024.

Downloads

Publicado

2024-10-07

Como Citar

ADAMS, Érika; ALCANFOR, Caique; MENEZES OLIVEIRA, Matheus; DE CARVALHO LUCARELLI, Caio; CARLO, Joyce; CARDOSO MENDES, Beatryz. Investigação da influência da incorporação de PCMs no conforto térmico em escritórios no Brasil . In: ENCONTRO NACIONAL DE TECNOLOGIA DO AMBIENTE CONSTRUÍDO, 20., 2024. Anais [...]. Porto Alegre: ANTAC, 2024. p. 1–14. DOI: 10.46421/entac.v20i1.5769. Disponível em: https://eventos.antac.org.br/index.php/entac/article/view/5769. Acesso em: 22 nov. 2024.

Edição

Seção

Conforto Ambiental e Eficiência Energética

Artigos Semelhantes

<< < 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 > >> 

Você também pode iniciar uma pesquisa avançada por similaridade para este artigo.