Contribuição para a melhoria do conforto térmico de habitações de interesse social respeitando limitações técnicas e de custos

Abstract

No Brasil, os projetos de habitação de interesse social são vinculados a um controle muito grande de custos, que se traduz no uso de materiais de baixa qualidade e de tecnologias de baixo custo. O objetivo deste trabalho é propor soluções de projeto para habitações de interesse social envolvendo materiais, revestimentos e geometria. O método utilizado compreende a metodologia estatística de projeto de experimentos (DoE) e o uso do software de simulação termo energética de edificações EnergyPlus, para um estudo de caso real de uma edificação unifamiliar térrea localizada na zona rural de Bagé (RS). Foram utilizados dois métodos para a avaliação de conforto térmico da edificação. O primeiro é aquele prescrito pela NBR15575 e o segundo se baseia no cálculo de graus-hora de resfriamento e aquecimento. Foram variados os seguintes parâmetros da edificação: cor das paredes externas e do telhado, orientação solar e uso de isolamento no forro. Foram obtidas equações para modelar os valores de temperatura e graus-hora dos ambientes da edificação. Os indicadores estatísticos encontrados confirmam a relevância dos parâmetros estudados e sua independência linear. Através do projeto de experimentos, foi possível compreender de que forma os parâmetros influenciam uns aos outros no efeito que exercem sobre a resposta estudada. Os resultados do procedimento da norma NBR15575 sugerem estratégias para priorizar o conforto térmico no verão. Os resultados de número de graus-hora indicam que o inverno é mais severo na edificação em comparação ao verão. Ambas as metodologias sugerem que é possível melhorar o conforto térmico do projeto atual com decisões que não impactam no custo da edificação. O uso de isolamento no forro, que aumenta o custo da edificação, é a única solução que traz melhorias em conforto térmico para inverno e verão simultaneamente.

In Brazil, social housing is connected to significant cost restrictions, resulting in the use of low-quality material and low-cost technologies. The objective of this work is to propose design solutions involving materials and geometry for social housing. The methodology includes a design of experiments (DoE) approach and the use of EnergyPlus simulation software for a real case of study of a single-family house located in the suburbs of Bagé (RS). Two methods were used to evaluate thermal comfort on the building. The first one is prescribed by the Brazilian standard of building performance NBR15575 and the second one uses cooling and heating degree-hours. The following parameters were studied: color of exterior wall, color of the roof, solar orientation and the utilization of insulation on the ceiling. Nonlinear regression was used to obtain equations for modeling the temperature and degree-hour values of the building. The statistical indicators found confirm the relevance of the studied parameters and their linear independence. Through the DoE methodology, it was possible to understand how the parameters influence each other in the effect they have on the studied response. The results of the procedure of NBR15575 standard suggest strategies to prioritize thermal comfort in the summer. The results of number of degree-hours indicate that the winter is more severe for the building compared to the summer. Both methodologies suggest that it is possible to improve the thermal comfort of the current project with decisions that do not impact on the cost of the building. The use of insulation in the ceiling, which increases the cost of building, is the only solution that improves comfort of winter and summer simultaneously.