Influência das mudanças climáticas no desempenho térmico de uma habitação com diferentes sistemas construtivos: análise do clima de São Paulo

Gustavo Henrique Nunes

ORCID iD Universidade Estadual de Londrina (UEL) Brasil

Thalita Gorban Ferreira Giglio

ORCID iD Universidade Estadual de Londrina (UEL) Brasil

Resumo

A resposta termoenergética do edifício está estreitamente relacionada ao clima em que se insere e, assim sendo, os efeitos das mudanças climáticas podem influenciar no comportamento ambiental das habitações ao longo dos anos. Esta pesquisa objetivou investigar o desempenho térmico de habitações unifamiliares construídas em diferentes sistemas construtivos sob a influência dos efeitos de mudanças climáticas em São Paulo. Para tanto, simulações computacionais com o EnergyPlus foram realizadas considerando quatro períodos climáticos: TRY (1954), 2020, 2050 e 2080. Os arquivos climáticos futuros foram gerados com auxílio da ferramenta CCWorldWeatherGen, e a progressão gerada para o período 2020 foi comparada com dados meteorológicos medidos de 2011 a 2018. Os resultados mostraram que a temperatura do ar externo de São Paulo aumentará em média 4,23 °C até 2100, o que fará com que os indicadores de graus-hora para aquecimento (GHA) diminuam até 1.165,24 °Ch e de graus-hora para resfriamento (GHR) aumentem até 144,26 °Ch, conforme o sistema construtivo. Além disso, observou-se que fechamentos verticais com maior capacidade térmica serão importantes para satisfazer as exigências de conforto térmico do usuário. Portanto, é necessário considerar mudanças climáticas em soluções de eficiência energética em edificações.

Palavras-chave


Aquecimento global; Arquivos climáticos futuros; CCWorldWeatherGen; Cenários climáticos futuros; Conforto térmico adaptativo


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Referências


ALVES, C. A.; DUARTE, D. H. S.; GONÇALVES, F. L. T. Resiliência das edificações às mudanças climáticas na região metropolitana de São Paulo. Parte 1: Revisão crítica e contextualização. In: ENCONTRO NACIONAL, 13.; ENCONTRO LATINO-AMERICANO DE CONFORTO NO AMBIENTE CONSTRUIDO, 9., 2015, Campinas. Anais […]. Campinas: Pontífica Universidade Católica, 2015. p. 1-10.

AMERICAN SOCIETY OF HEATING, REFRIGERATING AND AIR-CONDITIONING ENGINEERS. ASHRAE. Standard 55 – Thermal Environmental Conditions for Human Occupancy. Atlanta: ASHRAE, 2017.

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. ABNT NBR 15220-2: desempenho térmico de edificações: parte 2: método de cálculo da transmitância térmica, da capacidade térmica, do atraso térmico e do fator solar de elementos e componentes de edificações. Rio de Janeiro: ABNT, 2005b.

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. ABNT NBR 15220-3: desempenho térmico de edificações: parte 3: zoneamento bioclimático brasileiro e estratégias de condicionamento térmico passivo para habitações de interesse social. Rio de Janeiro: ABNT, 2005a.

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. ABNT NBR 15575: edificações habitacionais: desempenho. Rio de Janeiro: ABNT, 2013.

BELCHER, S. E; HACKER, J. N.; POWELL, D. S. Constructing design weather data for future climates. Building Services Engineering Research and Technology, v. 26, p. 49-61, 2005.

BORTONE, H.; ZARA, R.; GIGLIO, T.; YOKOTA, A. Thermo-energetic performance of wood frame panels in Brazilian low-income housing. In: ZEMCH INTERNATIONAL CONFERENCE, 2018, Melbourne, Proceedings [...]. Melbourne: The University of Melbourne, 2018. p. 161-178.

BORTONE, H.; NUNES, G. H.; GIGLIO, T. G. F. Desempenho termoenergético de edificações multifamiliares em wood frame. In: ENCONTRO NACIONAL DE CONFORTO NO AMBIENTE CONSTRUÍDO, 15.; ENCONTRO LATINO-AMERICANO DE CONFORTO NO AMBIENTE CONSTRUIDO, 11., 2019, João Pessoa, Anais [...]. João Pessoa: Instituto de Educação Superior da Paraíba, 2019. p. 1815-1824.

BRASIL. Ministério do Desenvolvimento Regional. Secretaria Nacional de Habitação. Sistema estruturado em peças leves de madeira maciça serrada – TecVerde (tipo light wood framing), DATec Nº 020-C. Brasília, DF: Ministério do Desenvolvimento Regional, 2017.

BRASIL. Ministério do Desenvolvimento, Indústria e Comércio Exterior. Instituto Nacional de Metrologia, Normalização e Qualidade Industrial (INMETRO). Portaria nº 18, de 16 de janeiro de 2012. Regulamento Técnico da Qualidade do Nível de Eficiência Energética de Edifícios Residenciais (RTQ-R). Brasília, DF: Ministério do Desenvolvimento, Indústria e Comércio Exterior, 2012.

BROCK, F. V.; NICOLAIDIS, C. E. Instructor’s Handbook on Meteorological Instrumentation. Atmospheric Technology Division, National Center for Atmospheric Research. Boulder, Colorado, 1984.

CASAGRANDE, B. G. Cenários climáticos futuros: diagnóstico prospectivo do desempenho termoenergético. 2013. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) – Universidade Federal do Espírito Santo, Vitória, 2013.

CENTRO DE REFERÊNCIA PARA ENERGIA SOLAR E EÓLICA SÉRGIO BRITO — CRESESB. Solarimetria e Instrumentos de Medição. Rio de Janeiro: CRESESB, 2014. Disponível em: http://www.cresesb.cepel.br/index.php?section=com_content〈=pt&cid=311. Acesso em: 24 ago. 2019.

CHVATAL, K. M. S.; MARQUES, T. H. T. Avaliação de diferentes alternativas de modelagem de habitações de interesse social no programa de simulação de desempenho térmico EnergyPlus. Revista Tecnológica, v. 25, n. 1, p. 67-79, 2016.

COSTA, V. A. C. da; CHVATAL, K. M. S. Manual do Pré-Processador Slab. Instituto de Arquitetura e Urbanismo (IAU/USP-SC). São Carlos, 2017.

DALLACORT, R.; RICIERI, R. P.; SILVA, S. L.; FREITAS, S. L.; SILVA, F. S. Análises do comportamento de um actinógrafo bimetálico (R. Fuess-Berlin-Steglitz) em diferentes tipos de cobertura do céu. Acta Scientiarum, v. 26, n. 4, p. 413-419, 2004.

DASCALAKI, E. G.; DROUTSA, K. G.; BALARAS, C. A.; KONTOYIANNIDIS, S. Building typologies as a tool for assessing the energy performance of residential buildings – A case study for the Hellenic building stock. Energy and Buildings, v. 43, n. 12, p. 3400-3409, 2011.

DI PERNA, C.; STAZI, F.; CASALENA, A. U.; D’ORAZIO, M. Influence of the internal inertia of the building envelope on summertime comfort in buildings with high internal heat loads. Energy and Buildings, v. 43, p. 200-206, 2011.

FARAH, S.; WHALEY, D.; SAMAN, W.; BOLAND, J. Integrating climate change into meteorological weather data for building energy simulation. Energy and Buildings, v. 183, p. 749-760, 2019.

FERREIRA, C.; SOUZA, H. D.; ASSIS, E. D. Estudo do clima brasileiro: reflexões e recomendações sobre a adequação climática de habitações. In: ENCONTRO NACIONAL DE TECNOLOGIA DO AMBIENTE CONSTRUÍDO, 15., 2014, Maceió. Anais [...]. Maceió: ANTAC, 2014. p. 429-438.

GUARDA, E. L. A.; DOMINGOS, R. M. A.; DURANTE, L. C.; LEÃO, M.; SANCHES, J. C. M.; JORGE, S. H. M.; CALLEJAS, I. J. A. Impacts of climate change on a Zero Energy Building in the Brazilian Savannah. In: INTERNATIONAL CONFERENCE FOR SUSTAINABLE DESIGN OF THE BUILT ENVIRONMENT, 2., 2018, London. Proceedings [...]. London: SDBE, 2018. p. 482-493.

INSTITUTO BRASILEIRO DE GEOGRAFIA E ESTATÍSTICA — IBGE. População Brasileira - 1º de julho de 2018. Brasília: IBGE, 2018. Disponível em: https://www.ibge.gov.br/informacoes-por-cidade-e-estado. Acesso em: 13 maio 2019.

INSTITUTO DE ASTRONOMIA, GEOFÍSICA E CIÊNCIAS ATMOSFÉRICAS DA UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO — IAG-USP. Boletim Climatológico Anual da Estação Meteorológica do IAG-USP. Seção Técnica do Serviço Meteorológico, v. 12. São Paulo: IAG-USP, 2008.

INSTITUTO DE ASTRONOMIA, GEOFÍSICA E CIÊNCIAS ATMOSFÉRICAS DA UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO — IAG-USP. Dados meteorológicos medidos de 01/01/2011 a 31/12/2018: temperatura do ar externo; umidade relativa; radiação solar global. São Paulo: IAG-USP, 2019. Disponível em: http://www.estacao.iag.usp.br/sol_dados.php. Acesso em: 12 ago. 2019.

INTERGOVERNMENTAL PANEL ON CLIMATE CHANGE — IPCC. Climate Change 2014: Synthesis Report. Contribution of Working Groups I, II and III to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Geneva: IPCC, 2014. Disponível em: http://ar5-syr.ipcc.ch/. Acesso em: 06 jul. 2019.

INTERGOVERNMENTAL PANEL ON CLIMATE CHANGE — IPCC. Data Distribution Centre. Geneva: IPCC, 2011. Disponível em: http://sedac.ipccdata.org/ddc/ar5_scenario_process/ipcc_scenarios.html. Acesso em: 06 jul. 2019.

INVIDIATA, A.; GHISI, E. Impact of climate change on heating and cooling energy demand in houses in Brazil. Energy and Buildings, v. 130, p. 20-32, 2016.

JENTSCH, M. F.; BAHAJ, A. S.; JAMES, P. A. B. Manual CCWorldWeatherGen. Climate change world weather file generator. Version. 1.9. Southampton: University of Southampton, 2017.

JENTSCH, M. F.; JAMES, P. A. B.; BOURIKAS, L.; BAHAJ, A. S. Transforming existing weather data for worldwide locations to enable energy and building performance simulation under future climates. Renewable Energy, v. 55, p. 514-524, 2013.

KIRIMTAT, A.; KOYUNBABA, B. K.; CHATZIKONSTANTINOU, I.; SARIYILDIZ, S. Review of simulation modeling for shading devices in buildings, Renewable Sustainable Energy Reviews, v. 53, p. 23-49, 2016.

MALM, W. C.; WALTHER, E. G. A Review of Instrument-Measuring Visibility-Related Variable. Environmental Protection Agency. Las Vegas, 1980.

MCKINSEY. Pathways to a Low-Carbon Economy. 2009. Disponível em: http://www.mckinsey.com/client_service/sustainability/latest_thinking/pathways_to_a_low_carbon_economy. Acesso em: 07 jul. 2019.

NAKICENOVIC, N.; SWART, R. Special report on emissions scenarios. 2000. A special report of working group III of the intergovernmental panel on climate change. Cambridge, 2000.

NATIONAL AERONAUTICS AND SPACE ADMINISTRATION — NASA. 2018 fourth warmest year in continued warming trend, according to NASA, NOAA. United States of America: NASA, 2019. Disponível em: https://climate.nasa.gov/news/2841/2018-fourth-warmest-year-in-continued-warming-trend-according-to-nasa-noaa/. Acesso em: 04 jul. 2019.

NATIONAL AERONAUTICS AND SPACE ADMINISTRATION — NASA. Long-Term Warming Trend Continued in 2017: NASA, NOAA. United States of America: NASA, 2018. Disponível em: https://www.nasa.gov/press-release/long-term-warming-trend-continued-in-2017-nasa-noaa. Acesso em: 14 jul. 2019.

NATIONAL OCEANIC AND ATMOSPHERIC ADMINISTRATION — NOAA. NOAA: 2017 war 3rd warmest year on record for the globe. United States of America: NOAA, 2018. Disponível em: https://www.noaa.gov/news/noaa-2017-was-3rd-warmest-year-on-record-for-globe. Acesso em: 14 jul. 2019.

NUNES, G. H.; SANCHES, G. V.; ZARA, R. B.; GIGLIO, T. G. F. Análise de métodos de cálculo para determinação da temperatura do solo em simulações computacionais. In: ENCONTRO NACIONAL DE CONFORTO NO AMBIENTE CONSTRUÍDO, 15.; ENCONTRO LATINO-AMERICANO DE CONFORTO NO AMBIENTE CONSTRUIDO, 11., 2019, João Pessoa, Anais [...]. João Pessoa: Instituto de Educação Superior da Paraíba, 2019. p. 2169-2178.

OLONSCHECK, M.; HOLSTEN, A.; KROPP, J. P. Heating and cooling energy demand and related emissions of the German residential building stock under climate change, Energy Policy, v. 39, p. 4795-4806, 2011.

ROBERT, A.; KUMMERT, M. Designing net-zero energy buildings for the future climate, not for the past. Building and Environment, v. 55, p. 150-158, 2012.

SANTOS, G. H.; MENDES, N. Moisture effects of unsaturated porous soils on indoor air enthalpy. In: INTERNATIONAL IBPSA CONFERENCE, 9., 2015, Canadá. Proceedings [...]. IBPSA, 2005. p. 1099-1106.

TRIANA, M. A.; LAMBERTS, R.; SASSI, P. Desempenho de habitações de interesse social frente às mudanças climáticas. In: ENCONTRO NACIONAL DE TECNOLOGIA DO AMBIENTE CONSTRUÍDO, 16., 2016, São Paulo. Anais [...]. São Paulo: ANTAC, 2016. p. 1806-1820.

WANG. L.; LIU, X.; BROW, H. Prediction of the impacts of climate change on energy consumption for a medium-size office building with two climate models. Energy and Buildings, v. 157, p. 218-226, 2017.

WEBER, F. S.; MELO, A. P.; MARINOSKI, D. L.; GÜTHS, S.; LAMBERTS, R. Desenvolvimento de um modelo equivalente de avaliação de propriedades térmicas para a elaboração de uma biblioteca de componentes construtivos brasileiros para o uso no EnergyPlus. Florianópolis, 2017.

WILDE, P.; COLEY, D. The implications of a changing climate for buildings. Building and Environment, v.55, p. 1-7, 2012.

WILLIAMS, D.; ELGHALI, L.; WHEELER, R.; FRANCE, C. Climate change influence on building life cycle greenhouse gas emissions: Case study of a UK mixed-use development. Energy and Buildings, v. 48, p. 112-126, 2012.

WORLD METEOROLOGICAL ORGANIZATION — WMO. Preliminary 2018 Edition of CIMO Guide (WMO-No.8). Commission for Instruments and Methods of Observation. Geneva: WMO, 2018. Disponível em: https://www.wmo.int/pages/prog/www/IMOP/publications/CIMO-Guide/Prelim_2018_ed/Preliminary-2018-edition.html. Acesso em: 25 ago. 2019.

ZARA, R. B.; SANTOS, V. C.; GIGLIO, T. G. F. Análise do nível de eficiência energética de uma habitação em wood frame pelos métodos prescritivo e simulação do RTQ-R. In: ENCONTRO NACIONAL DE TECNOLOGIA DO AMBIENTE CONSTRUÍDO, 17., 2018, Foz do Iguaçu. Anais [...]. Foz do Iguaçu: ANTAC, 2018. p. 457-466.


DOI: http://dx.doi.org/10.18265/1517-03062015v1n48p46-61

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