Estudo destaca a importância do isolamento térmico das paredes no aquecimento
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Christina Genet
Um grupo de investigadores da Universidade Técnica de Liaoning, na China, comprovou, através de simulações computacionais, que a redução do coeficiente de transmissão térmica das paredes pode diminuir significativamente as necessidades anuais de aquecimento de um edifício industrial.
Um estudo publicado na revista científica Scientific Reports demonstra que o isolamento térmico das paredes exteriores pode ter um impacto significativamente superior ao do isolamento da cobertura na redução das necessidades energéticas de aquecimento de edifícios industriais. A investigação analisou também a influência do sombreamento dos envidraçados e das taxas de ventilação no comportamento térmico de edifícios industriais.
O trabalho, intitulado “Thermal load responses of a large assembly workshop to envelope and ventilation design in a severe cold region”, foi desenvolvido por investigadores da Universidade Técnica de Liaoning na China. O estudo teve como objeto de análise um edifício industrial de montagem localizado em Shenyang, uma cidade caracterizada por invernos particularmente rigorosos.
O principal objetivo foi avaliar, através de simulações computacionais, a sensibilidade das cargas térmicas anuais às opções de conceção da envolvente do edifício e aos parâmetros de ventilação. Para esse efeito, os investigadores utilizaram o software DeST, testando diferentes níveis de isolamento térmico das paredes e da cobertura, diferentes coeficientes de sombreamento dos vãos envidraçados e várias taxas de renovação do ar.
Isolamento das paredes com maior impacto
Os resultados revelaram diferenças expressivas entre os vários elementos da envolvente. A redução do coeficiente de transmissão térmica das paredes permitiu diminuir até 10,6 % a carga térmica anual de aquecimento. Quando aplicada a mesma melhoria à cobertura, a redução foi de apenas 1,85 %. Os autores atribuem este resultado à grande área de superfície ocupada pelas paredes e à sua exposição às trocas térmicas com o ambiente exterior, características comuns em grandes edifícios industriais.
A investigação identificou também efeitos sazonais associados ao sombreamento dos envidraçados. A redução do coeficiente de sombreamento contribuiu para diminuir as necessidades de arrefecimento, mas aumentou em simultâneo as cargas de aquecimento, devido à menor entrada de radiação solares durante os meses frios. Os resultados reforçam a importância de avaliar conjuntamente o desempenho térmico e o aproveitamento dos ganhos solares, evitando soluções concebidas exclusivamente para o período de verão.
No que respeita à ventilação, o aumento da taxa de renovação do ar reduziu as necessidades de arrefecimento, mas agravou as necessidades de aquecimento durante o inverno. Este efeito deve-se ao facto de o ar exterior, por se encontrar a uma temperatura mais baixa, necessitar de ser aquecido antes de ser introduzido no edifício, o que implica um consumo adicional de energia.
A recuperação de calor sensível foi igualmente identificada como uma solução capaz de atenuar o aumento das necessidades de aquecimento associado à ventilação. Este processo permite transferir parte do calor do ar extraído para o ar novo introduzido no edifício, reduzindo a energia necessária para o seu aquecimento.
Implicações para o projeto de edifícios industriais
Apesar dos resultados obtidos, os autores reconhecem limitações metodológicas. A ausência de medições reais do funcionamento do edifício e de dados fiáveis sobre os horários de produção impediu a calibração do modelo. Além disso, os ganhos térmicos internos gerados pelos equipamentos e pelos processos de produção foram mantidos constantes.
Ainda assim, o estudo estabelece uma hierarquia de prioridades para a conceção de edifícios industriais em regiões de clima severo: privilegiar o isolamento das paredes, seguido do controlo solar, da definição adequada das taxas de ventilação e da integração de sistemas de recuperação de calor.
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