Um algoritmo para determinar os valores horários das temperaturas do ar em função das normais climatológicas

Normais Climatológicas são médias estatísticas e valores extremos de dados obtidos ao longo de 30 anos de observação em determinada estação e constituem a única informação climática disponível para inúmeras localidades da América Latina. Entretanto, análises detalhadas dos desempenhos térmico e energético de edificações exigem o conhecimento de valores horários de alguns elementos do clima. Apresenta-se, neste artigo, o desenvolvimento de um algorítmo para estimar a oscilação horária das temperaturas do ar, como função das Normais Climatológicas.Normales Climatológicas son promedios estadísticos de datos obtenidos a lo largo de 30 años de observación en determinada estación y constituyen la única información climática disponible para muchas ciudades de América Latina. Pero análisis detallados de los desempeños térmico y energético de edificaciones exigen el conocimiento de valores horarios de algunos elementos del clima. Se presenta, en este artículo, el desarrollo de un algoritmo para estimar la oscilación horária de las temperaturas del aire, como función de las Normales Climatológicas.Climatological Normals are statistical averages computed for long periods comprising at least 30 consecutive years and they constitute the only available climatic information for several cities of Latin America. However, detailed analyses of thermal and energy performance of buildings demand the knowledge of hourly values from some elements of the climate. This paper presents the development of an algorithm to predict the hourly oscillation of the air temperatures as function of Climatogical Normals.Asociación Argentina de Energías Renovables y Medio Ambiente (ASADES

Um algoritmo para determinar os valores horários das temperaturas do ar em função das normais climatológicas

Normais Climatológicas são médias estatísticas e valores extremos de dados obtidos ao longo de 30 anos de observação em determinada estação e constituem a única informação climática disponível para inúmeras localidades da América Latina. Entretanto, análises detalhadas dos desempenhos térmico e energético de edificações exigem o conhecimento de valores horários de alguns elementos do clima. Apresenta-se, neste artigo, o desenvolvimento de um algorítmo para estimar a oscilação horária das temperaturas do ar, como função das Normais Climatológicas.Normales Climatológicas son promedios estadísticos de datos obtenidos a lo largo de 30 años de observación en determinada estación y constituyen la única información climática disponible para muchas ciudades de América Latina. Pero análisis detallados de los desempeños térmico y energético de edificaciones exigen el conocimiento de valores horarios de algunos elementos del clima. Se presenta, en este artículo, el desarrollo de un algoritmo para estimar la oscilación horária de las temperaturas del aire, como función de las Normales Climatológicas.Climatological Normals are statistical averages computed for long periods comprising at least 30 consecutive years and they constitute the only available climatic information for several cities of Latin America. However, detailed analyses of thermal and energy performance of buildings demand the knowledge of hourly values from some elements of the climate. This paper presents the development of an algorithm to predict the hourly oscillation of the air temperatures as function of Climatogical Normals.Asociación Argentina de Energías Renovables y Medio Ambiente (ASADES

Absortâncias e emitâncias efetivas de superfícies: um método para estimá-las, um modelo experimental e exemplos de suas importâncias

Imperfeições, saliências e reentrâncias existentes nas superfícies típicas das edificações constituem obstáculos que podem alterar significativamente o comportamento delas em relação aos fluxos por radiação. Além de ampliar a área efetiva de troca de calor, criam sombras e reflexões, que não ocorreriam em. Assim, os procedimentos de cálculo, ao invés de considerar as superfícies perfeitamente lisas e planas, deveriam aplicar correções nas propriedades radiativas das superfícies. Denominam-se efetivas as absortâncias e emitâncias que resultam dessas correções. O presente artigo apresenta um método simples desenvolvido para avaliar essas influências e exemplifica a importância das correções acima mencionadas, apresentando resultados de simulações elaboradas no programa EnergyPlus para uma edificação de geometria simples, submetida ao longo de 1 ano ao clima da cidade de Brasília. Adotando-se absortâncias e emitâncias efetivas, os resultados das simulações revelam diferenças de até 2,8 ºC nas temperaturas internas do ar em relação às obtidas desprezando-se as influências que as ondulações das telhas exercem sobre os fluxos radiantes. Considerando o uso de condicionadores de ar, essa diferença pode representar uma variação de cerca de 30% nas estimativas de consumo de energia

Effective surface absorbtances and emittances: an estimating method, an experimental model, and examples of their importance

Imperfeições, saliências e reentrâncias existentes nas superfícies típicas das edificações constituem obstáculos que podem alterar significativamente o comportamento delas em relação aos fluxos por radiação. Além de ampliar a área efetiva de troca de calor, criam sombras e reflexões, que não ocorreriam em. Assim, os procedimentos de cálculo, ao invés de considerar as superfícies perfeitamente lisas e planas, deveriam aplicar correções nas propriedades radiativas das superfícies. Denominam-se efetivas as absortâncias e emitâncias que resultam dessas correções. O presente artigo apresenta um método simples desenvolvido para avaliar essas influências e exemplifica a importância das correções acima mencionadas, apresentando resultados de simulações elaboradas no programa EnergyPlus para uma edificação de geometria simples, submetida ao longo de 1 ano ao clima da cidade de Brasília. Adotando-se absortâncias e emitâncias efetivas, os resultados das simulações revelam diferenças de até 2,8 ºC nas temperaturas internas do ar em relação às obtidas desprezando-se as influências que as ondulações das telhas exercem sobre os fluxos radiantes. Considerando o uso de condicionadores de ar, essa diferença pode representar uma variação de cerca de 30% nas estimativas de consumo de energia

Absortância solar de superfícies opacas: as cores enganam

A radiação solar é responsável por importante parcela da carga térmica dos edifícios, principalmente em regiões tropicais e de baixas latitudes. Para uma superfície opaca exposta ao Sol, a absortância e a refletância solar são as propriedades que caracterizam quanto esta superfície absorve ou reflete de energia solar. Freqüentemente, menciona-se uma relação direta entre cores e absortâncias (ou refletâncias). Cores, entretanto, são apenas sensações visuais e podem enganar, pois cerca de 55% da radiação solar ocorre fora do espectro visível. Neste artigo, são apresentados dados de refletância solar obtidos em uma pesquisa de doutorado em andamento, cujas medições em espectrofotômetro indicaram que as cores não são indicadores confiáveis das propriedades físicas de uma superfície. Refletâncias de amostras pintadas com diferentes cores de tintas foram analisadas comparativamente e para diferentes regiões do espectro (ultravioleta, visível, infravermelho e total). Os resultados indicam que o olho humano não é instrumento adequado para identificar essas propriedades das superfícies.La radiación solar es responsable por importante parcela de la carga térmica dos edificios, principalmente en regiones tropicales y de bajas latitudes. Para una superficie opaca expuesta al Sol, la absortancia y la reflectancia solar son las propiedades que caracterizan cuanto esta superficie absorbe o reflecte de energía solar. Frecuentemente, mencionase una relación directa entre colores y absortancias (o reflectancias). Todavía, colores son sensaciones visuales y pueden engañar, puesto que 55% de la radiación solar ocurre fuera de lo espectro visible. Este artículo presenta dados de reflectancia solar obtenidos en una investigación de doctorado en andamiento, cuyas mediciones en espectrofotómetro mostraran que los colores no son indicadores confiables de las propiedades físicas de una superficie. Reflectâncias de muestras pintadas con diferentes colores de tintas fueran analizadas comparativamente y para distintas regiones del espectro (ultravioleta, visible, infrarrojo y total). Los resultados indican que el ojo humano no es un instrumento adecuado para identificar esas propiedades de las superficies.Solar radiation is responsible for important fraction of buildings thermal load, mainly in tropical regions and low latitudes. For an opaque surface exposed to the Sun, solar absorptance and reflectance are properties that characterize how much of solar energy this surface absorbs or reflects. Frequently, it is mentioned a direct relationship between colors and absorptances (or reflectances). Colors, however, are visual sensations and they can cause mistakes because 55% of the solar radiation occurs out of the visible spectrum. In this paper, solar reflectance data obtained in a PhD research are presented, whose measurements showed that colors are not reliable indicators of the surface physical properties. Reflectances of samples painted with different colors were analyzed comparatively and for different ranges of the spectrum (ultraviolet, visible, infrared, and total). The results indicated that the human eye is not an adequate instrument to identify these surface properties.Asociación Argentina de Energías Renovables y Medio Ambiente (ASADES

Métodos alternativos para identificar a absortância solar de superfícies opacas

In this paper, two alternative methods to identify the solar absorptance of opaque surfaces are presented. In the first method, samples painted with different paint colours were classified according to the RGB and HSL digital chromatic systems. In the second method, the reflectances of the samples were measured with a low cost spectrometer for radiations in eleven different wavelengths, from 470 nm to 940 nm. Based on reflectance data obtained in laboratory, equations were developed to estimate reflectances for the visible and the total range of the solar spectrum, according to the spectrometer and the RGB and HSL data. The reflectances obtained in laboratory were adjusted to the standard solar spectrum in order to indicate the amount of relative energy that is reflected for the surfaces when exposed to solar radiation. The results show that the alternative methods presented in this paper are reliable and accessible for specialists and designers, which will be useful for obtaining reflectance and absorptance data more realistic than those presented in existing published tables.Neste artigo, são apresentados dois métodos alternativos para identificar a absortância solar de superfícies opacas. No primeiro método, amostras de superfícies pintadas com diferentes cores e tipos de tintas foram digitalizadas em scanner, e cada amostra foi classificada segundo os sistemas cromáticos digitais RGB e HSL. No segundo método, as refletâncias das amostras foram medidas com um espectrômetro de baixo custo, para radiações em onze diferentes comprimentos de onda, entre 470 nm e 940 nm. Com base em dados de refletância obtidos em laboratório, foram desenvolvidas equações que permitem estimar, a partir dos dados dos sistemas cromáticos digitais e do espectrômetro, as refletâncias para a região visível e para o espectro solar total. As refletâncias obtidas em espectrofotômetro também foram ajustadas ao espectro solar padrão, para indicar a quantidade de energia relativa que é refletida pelas superfícies, quando expostas à radiação solar. Os resultados obtidos indicam que os métodos alternativos apresentados neste trabalho são confiáveis e acessíveis a especialistas e projetistas, contribuindo para a obtenção de valores de refletâncias e absortâncias mais realistas do que os apresentados em tabelas publicadas até o momento

Absortância solar de superfícies opacas: as cores enganam

A radiação solar é responsável por importante parcela da carga térmica dos edifícios, principalmente em regiões tropicais e de baixas latitudes. Para uma superfície opaca exposta ao Sol, a absortância e a refletância solar são as propriedades que caracterizam quanto esta superfície absorve ou reflete de energia solar. Freqüentemente, menciona-se uma relação direta entre cores e absortâncias (ou refletâncias). Cores, entretanto, são apenas sensações visuais e podem enganar, pois cerca de 55% da radiação solar ocorre fora do espectro visível. Neste artigo, são apresentados dados de refletância solar obtidos em uma pesquisa de doutorado em andamento, cujas medições em espectrofotômetro indicaram que as cores não são indicadores confiáveis das propriedades físicas de uma superfície. Refletâncias de amostras pintadas com diferentes cores de tintas foram analisadas comparativamente e para diferentes regiões do espectro (ultravioleta, visível, infravermelho e total). Os resultados indicam que o olho humano não é instrumento adequado para identificar essas propriedades das superfícies.La radiación solar es responsable por importante parcela de la carga térmica dos edificios, principalmente en regiones tropicales y de bajas latitudes. Para una superficie opaca expuesta al Sol, la absortancia y la reflectancia solar son las propiedades que caracterizan cuanto esta superficie absorbe o reflecte de energía solar. Frecuentemente, mencionase una relación directa entre colores y absortancias (o reflectancias). Todavía, colores son sensaciones visuales y pueden engañar, puesto que 55% de la radiación solar ocurre fuera de lo espectro visible. Este artículo presenta dados de reflectancia solar obtenidos en una investigación de doctorado en andamiento, cuyas mediciones en espectrofotómetro mostraran que los colores no son indicadores confiables de las propiedades físicas de una superficie. Reflectâncias de muestras pintadas con diferentes colores de tintas fueran analizadas comparativamente y para distintas regiones del espectro (ultravioleta, visible, infrarrojo y total). Los resultados indican que el ojo humano no es un instrumento adecuado para identificar esas propiedades de las superficies.Solar radiation is responsible for important fraction of buildings thermal load, mainly in tropical regions and low latitudes. For an opaque surface exposed to the Sun, solar absorptance and reflectance are properties that characterize how much of solar energy this surface absorbs or reflects. Frequently, it is mentioned a direct relationship between colors and absorptances (or reflectances). Colors, however, are visual sensations and they can cause mistakes because 55% of the solar radiation occurs out of the visible spectrum. In this paper, solar reflectance data obtained in a PhD research are presented, whose measurements showed that colors are not reliable indicators of the surface physical properties. Reflectances of samples painted with different colors were analyzed comparatively and for different ranges of the spectrum (ultraviolet, visible, infrared, and total). The results indicated that the human eye is not an adequate instrument to identify these surface properties.Asociación Argentina de Energías Renovables y Medio Ambiente (ASADES

Absortância solar de superfícies opacas: as cores enganam

A radiação solar é responsável por importante parcela da carga térmica dos edifícios, principalmente em regiões tropicais e de baixas latitudes. Para uma superfície opaca exposta ao Sol, a absortância e a refletância solar são as propriedades que caracterizam quanto esta superfície absorve ou reflete de energia solar. Freqüentemente, menciona-se uma relação direta entre cores e absortâncias (ou refletâncias). Cores, entretanto, são apenas sensações visuais e podem enganar, pois cerca de 55% da radiação solar ocorre fora do espectro visível. Neste artigo, são apresentados dados de refletância solar obtidos em uma pesquisa de doutorado em andamento, cujas medições em espectrofotômetro indicaram que as cores não são indicadores confiáveis das propriedades físicas de uma superfície. Refletâncias de amostras pintadas com diferentes cores de tintas foram analisadas comparativamente e para diferentes regiões do espectro (ultravioleta, visível, infravermelho e total). Os resultados indicam que o olho humano não é instrumento adequado para identificar essas propriedades das superfícies.La radiación solar es responsable por importante parcela de la carga térmica dos edificios, principalmente en regiones tropicales y de bajas latitudes. Para una superficie opaca expuesta al Sol, la absortancia y la reflectancia solar son las propiedades que caracterizan cuanto esta superficie absorbe o reflecte de energía solar. Frecuentemente, mencionase una relación directa entre colores y absortancias (o reflectancias). Todavía, colores son sensaciones visuales y pueden engañar, puesto que 55% de la radiación solar ocurre fuera de lo espectro visible. Este artículo presenta dados de reflectancia solar obtenidos en una investigación de doctorado en andamiento, cuyas mediciones en espectrofotómetro mostraran que los colores no son indicadores confiables de las propiedades físicas de una superficie. Reflectâncias de muestras pintadas con diferentes colores de tintas fueran analizadas comparativamente y para distintas regiones del espectro (ultravioleta, visible, infrarrojo y total). Los resultados indican que el ojo humano no es un instrumento adecuado para identificar esas propiedades de las superficies.Solar radiation is responsible for important fraction of buildings thermal load, mainly in tropical regions and low latitudes. For an opaque surface exposed to the Sun, solar absorptance and reflectance are properties that characterize how much of solar energy this surface absorbs or reflects. Frequently, it is mentioned a direct relationship between colors and absorptances (or reflectances). Colors, however, are visual sensations and they can cause mistakes because 55% of the solar radiation occurs out of the visible spectrum. In this paper, solar reflectance data obtained in a PhD research are presented, whose measurements showed that colors are not reliable indicators of the surface physical properties. Reflectances of samples painted with different colors were analyzed comparatively and for different ranges of the spectrum (ultraviolet, visible, infrared, and total). The results indicated that the human eye is not an adequate instrument to identify these surface properties.Asociación Argentina de Energías Renovables y Medio Ambiente (ASADES

Procedures for estimating the potential use of solar chimneys for natural ventilation enhancement in low-rise buildings

Natural ventilation is one of the most important strategies for passive cooling of indoor environments. It can occur by wind forces, by stack effect or by a combination of both strategies. The second choice tends to be more effective in urban areas, where there are obstacles that block or significantly reduce wind speed. This paper analyses prediction procedures for the potential use of solar chimneys in low-rise buildings at low latitude locations. Theoretical predictions were developed using a mathematical model and computer simulation. A calibration procedure was used, based on results obtained through an experimental set up. The procedure consisted in a comparative analysis of chosen variables, considering data of surface temperature, air temperature and volumetric flow rate inside the chimney channel. The results confirmed the great potential of applicability of the theoretical models in the performance analysis of solar chimneys, especially the simulation model, which presented differences lower than 20% between measured and estimated results.A ventilação natural é uma das estratégias mais importantes para o condicionamento térmico passivo de ambientes internos de edificações, podendo ocorrer pela ação dos ventos, pelo efeito chaminé ou pela combinação de ambos. Em áreas urbanizadas, a velocidade do vento é sensivelmente reduzida pelos obstáculos locais, tornando o efeito chaminé uma alternativa de projeto mais viável, pois independe dos ventos. Este artigo tem por objetivo apresentar e discutir procedimentos estimativos do potencial de uso de chaminés solares para edificações de baixa altura, localizadas em regiões de baixa latitude. Desenvolveram-se previsões teóricas, através de um modelo matemático e de simulação computacional. Realizou-se um processo de calibração destes modelos, utilizando como referência os resultados do monitoramento experimental de uma célula de teste. O processo baseou-se na análise comparativa de algumas variáveis selecionadas, considerando-se dados de temperatura superficial, temperatura do ar e vazão volumétrica no interior da chaminé. Os resultados indicaram que os modelos teóricos têm potencial de aplicação na avaliação do desempenho de chaminés solares, especialmente o modelo de simulação, em que foram observadas diferenças inferiores a 20% entre resultados medidos e calculados.177192Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP