Aging of roofing systems and its impact on the thermal performance

Authors

DOI:

https://doi.org/10.46421/entac.v20i1.6224

Keywords:

computer simulation, thermal performance, ceramic roof tile, fiber cement tile

Abstract

This paper evaluated the thermal performance of two roofing systems for a multifamily building considering the procedures recommended by NBR-15575. This analysis was carried out for the eight Brazilian bioclimatic zones observing the percentage of occupied hours within the operating temperature range and minimum and maximum operating temperatures (PHFTUH Tomín and Tomáx) for a standard building, with ceramic tiles and the model with fiber cement tiles, taking into account the aging of these systems for three years of use according to theoretical recommendations. This study aims to understand the thermal performance of a standard building, considering use and action of the weather and was carried out through computer simulations using the EnergyPlus software. The results indicate that the use of fiber cement tiles does not significantly affect the thermal performance of buildings in most bioclimatic zones, which may be a trend towards the need to review NBR-15575 with regard to the reference model and its analysis standards.

Author Biographies

Yasmim Melo Paes, Universidade Federal de Alagoas

Graduanda em Engenharia de Energias pela UFAL

Anne Carolyne dos Santos Oliveira, Universidade Federal de Alagoas

Graduanda em Arquitetura e Urbanismo pela UFAL

Isabela Cristina da Silva Passos Tibúrcio, Universidade Federal de Alagoas

Doutora em Arquitetura e Urbanismo pela Universidade Federal de Alagoas (2017). Professora no Campus de Engenharias e Ciências Agrárias da Universidade Federal de Alagoas. 

Leonardo Marques Monteiro, Universidade de São Paulo

Professor Associado do Departamento de Tecnologia da Faculdade de Arquitetura e Urbanismo da Universidade de São Paulo (FAUUSP). Doutor em Tecnologia da Arquitetura pela FAUUSP (2008), 

References

BRASIL. Lei n. 12.424, de 7 de julho de 2009, dispõe sobre o Programa Minha Casa Minha Vida - PMCMV e a regularização fundiária de assentamentos localizados em áreas urbanas. Diário Oficial da União, Brasília, 8 de julho de 2009.

BRASIL. Lei nº 14.118, de 12 de janeiro de 2021, Institui o Programa Casa Verde e Amarela. Diário Oficial da União, Brasília, 12 de janeiro de 2021.

BRASIL. A Lei nº 14.620 de 13 de julho de 2023 dispõe sobre o Programa Minha Casa, Minha Vida, recriando a política pública federal. Diário Oficial da União, Brasília, 13 de julho de 2023.

BARROS, Mercia; SABBATINI, F. H. Diretrizes para o processo de projeto para a implantação de tecnologias construtivas racionalizadas na produção de edifícios. São Paulo, EPUSP, 1996. 24p. (Boletim Técnico da Escola Politécnica da USP. Departamento de Engenharia de Construção Civil, BT / PCC/172).

ROMERO, M. A.; ORNSTEIN, S. W. Avaliação Pós Ocupação. Métodos e Técnicas Aplicados à Habitação Social. 1. ed. Porto Alegre: Coleção Habitare/FINEP/ANTAC, v. 1. 293 p. 2003.

RUIZ, J. DE A.; GRANJA, A. D.; KOWALTOWSKI, D. Cost reallocation in social housing projects considering the desired values of end-users. Built Environment Project and Asset Management, v. 4, n. 4, p. 352-367, 2014. DOI: https://doi.org/10.1108/BEPAM-10-2013-0054

TUBELO, R., RODRIGUES, L., GILLOTT, M., SOARES, J. C. G. Cost-effective envelope optimisation for social housing in Brazil's moderate climates zones. Building and Environment, v. 133, p. 213-227, 2018. DOI: https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2018.01.038

ABNT, Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR 15575: Edificações Habitacionais – Desempenho: Parte 1: Requisitos Gerais. Rio de Janeiro, 2021.

SORGATO, M. J.; MELO, A. P.; MARINOSKI, D. L.; LAMBERTS, R. Análise do procedimento de simulação da NBR 15575 para avaliação do desempenho térmico de edificações residenciais. Ambiente Construído, v. 14, n. 4, p. 83 101, 2014.

CAVALCANTI, Fernando Sá. Influência do forro no conforto térmico em habitação de interesse social. Revista de Arquitetura IMED, Passo Fundo, v. 11, n. 1, p. 71-92, out. 2022. ISSN 2318-1109. DOI: https://doi.org/10.18256/2318-1109.2022.v11i1.4619.

COELHO, T. C. C.; GOMES, C. E. M.; DORNELLES, K. A. Desempenho térmico e absortância solar de telhas de fibrocimento sem amianto submetidas a diferentes processos de envelhecimento natural. Ambiente Construído, v. 17, p. 147-161, 2017.

PARKER, D. S.; BARKASZI JR, S. F. Roof solar reflectance and cooling energy use: field research results from Florida. Energy and Buildings, v. 25, p. 105–115, 1997. DOI: https://doi.org/10.1016/S0378-7788(96)01000-6

MICHELS, Caren. Análise da transferência de calor em coberturas com barreiras radiantes Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) - Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis, 2007.

CÂNDIDO, C. D.; DORNELLES, K. A.; LUKIANTCHUKI, M. A. Impacto da absortância no conforto térmico em três zonas bioclimáticas. PARC Pesquisa em Arquitetura e Construção, Campinas, SP, v. 14, n. 00, p. e023003, 2023. DOI: 10.20396/parc.v14i00.8668202.

KRELLING, A. F; SILVA, M. P; SOUZA, R. V; MARINOSKI, D. L; GÜTS, S. Influência do envelhecimento, limpeza e pintura da superfície de telhas de fibrocimento sobre o desempenho térmico da cobertura. In: XV Encontro Nacional de Conforto no Ambiente Construído (ENCAC) e XI Encontro Latino-Americano de Conforto no Ambiente Construído (ELACAC). Anais. João Pessoa (PB). 2019.

BERDAHL, P. et al. Weathering of Roofing Materials: an overview. Construction and Building Materials, v. 22, p. 423-433, 2008. DOI: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2006.10.015

ARAÚJO, A. C. H.; DORNELLES, K. A. Estação de envelhecimento natural para análise de degradação da absortância de telhas e monitoramento de temperaturas superficiais. Ambiente Construído, Porto Alegre, v. 22, n. 2, p. 247-267, br./jun. 2022.

BERDAHL, P.; BRETZ, S. E. Preliminary survey of the solar reflectance of cool roofing materials. Energy Buildings, v. 25, p. 149-158, 1997. DOI: https://doi.org/10.1016/S0378-7788(96)01004-3

BRETZ, S.; AKBARI, H. Long-Term Performance of High-Albedo Roof Coatings. Energy and Buildings, v. 25, p. 159-167, 1997. DOI: https://doi.org/10.1016/S0378-7788(96)01005-5

LEVINSON, R.; BERDAHL, P.; AKBARI, H. Solar Spectral Optical Properties of Pigments: part 1: model for deriving scattering and absorption coefficients from transmittance and reflectance measurements. Solar Energy Materials & Solar Cells, v. 89, p. 319-349, 2005. DOI: https://doi.org/10.1016/j.solmat.2004.11.012

WERLE, A. P.; LOH, K.; JOHN, V. M. Pintura à Base de Cal Como alternativa de Revestimento Frio. Ambiente Construído, Porto Alegre, v. 14, n. 3, p. 149-157, jul./set. 2014.

TAKEBAYASHI, H.; MIKI, K.; SAKAI, K.; MURATA, Y.; MATSUMOTO, T.; WADA, S.; AOYAMA, T. Experimental examination of solar reflectance of high-reflectance paint in Japan with natural and accelerated aging. Energy and Buildings, v. 114, p. 173-179, 2016. DOI: https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2015.06.019

LOUZICH, K. M. D.; CALLEJAD, I. J. A.; DURANTE, L. C.; MARTINS, A. F. S.; ROSSETI, K. A. C.; MARTINS, W. T. O. Absortância de telhas cerâmicas novas e deterioradas pela exposição às intempéries: impacto no desempenho térmico de edificações. In: ENTAC, 16., 2016, São Paulo. Anais… São Paulo, 2016.

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, p. 488-497, 2007. DOI: https://doi.org/10.1016/j.solener.2006.08.005

ALCHAPAR, N; CORREA, E; CANTÓN, M. A; Urban passive cooling aging effects on optical proprerties of roof tiles. Energy Procedia. V.57, o.3181 – 3190, 2014. DOI: https://doi.org/10.1016/j.egypro.2015.06.068

DORNELLES, K. A.; SICHIERI, E. P. Efeitos do Intemperismo Natural Sobre a Refletância de Tintas Brancas Para Coberturas. In: ENCONTRO NACIONAL DE TECNOLOGIA DO AMBIENTE CONSTRUÍDO, 15., Maceió, 2014. Anais… Maceió: ANTAC, 2014. DOI: 10.17012/entac2014.770

MORINI, E; CASTELLANI, B; NICOLINI, A. ROSSI, F; BERARDI, U. Effects of agging on retro-reflective materials for buildings aplications. Solar Energy. V.179, p, 121-132, 2018. DOI: https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2018.09.013

CHENG, M. D; MILLER, W; NEW, J; BERDAHL, P. Undestanding the long-therm effects of environmental exposure on roof reflectance in California. Construction and Buinding Materials. V.26, p. 516-526, 2012. DOI: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2011.06.052

ARAUJO, Ana Carolina Hidalgo. Absortância solar e o envelhecimento natural de telhas expostas ao tempo. 2022. Dissertação (Mestrado) – Universidade de São Paulo, São Carlos, 2022.

CAVALCANTI, Fernando Sá; MONTEIRO, Leonardo Marques. Projeto de edificações resilientes nas zonas bioclimáticas 1 a 4: impacto do envelhecimento das fachadas e mudanças climáticas no desempenho térmico. In: SIMPÓSIO BRASILEIRO DE QUALIDADE DE PROJETO DO AMBIENTE CONSTRUÍDO, 8., 2023. Anais [...]. [S. l.], 2023. DOI: 10.46421/sbqp.v8i.3285.

CAVALCANTI, Fernando Sá; MONTEIRO, Leonardo Marques. Desempenho térmico associado ao envelhecimento de fachadas em edificações multifamiliares nas zonas bioclimáticas 5 a 8. In: ENCONTRO NACIONAL DE CONFORTO NO AMBIENTE CONSTRUÍDO, 17., 2023. Anais [...]. [S. l.], 2023. p. 1–10. DOI: 10.46421/encac.v17i1.4180.

ABNT, Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR 15220–03: Desempenho térmico de edificações Parte 3: Zoneamento bioclimático brasileiro e diretrizes construtivas para habitações unifamiliares de interesse social. Rio de Janeiro, 2005.

Published

2024-10-07

How to Cite

CAVALCANTI, Fernando; MELO PAES, Yasmim; DOS SANTOS OLIVEIRA, Anne Carolyne; DA SILVA PASSOS TIBÚRCIO, Isabela Cristina; MONTEIRO, Leonardo Marques. Aging of roofing systems and its impact on the thermal performance . In: NATIONAL MEETING OF BUILT ENVIRONMENT TECHNOLOGY, 20., 2024. Anais [...]. Porto Alegre: ANTAC, 2024. p. 1–12. DOI: 10.46421/entac.v20i1.6224. Disponível em: https://eventos.antac.org.br/index.php/entac/article/view/6224. Acesso em: 21 nov. 2024.

Issue

Section

Conforto Ambiental e Eficiência Energética

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