Doutoramento em Sistemas Energéticos e Alterações ClimáticasO sector dos edifícios é o maior consumidor final de energia na União
Europeia. O maior consumo de energia neste sector está associado
principalmente ao recurso de sistemas ativos para a climatização dos espaços
interiores – aquecimento e arrefecimento. Atualmente, o desenho
arquitectónico exterior de escritórios e de edifícios comerciais recorre
sistematicamente ao uso de vãos envidraçados e de soluções translúcidas,
que aumenta significativamente as perdas térmicas nestas zonas.
Os sistemas de armazenamento de energia térmica, utilizando materiais de
mudança de fase nos edifícios, é um tema atualmente muito investigado e com
rápido desenvolvimento tecnológico. A incorporação de materiais de mudança
de fase é atualmente uma solução avançada que permite melhorar o
desempenho térmico do edifício, inclusive na aplicação em vãos envidraçados
e soluções de proteção solar.
O presente trabalho apresenta e analisa a campanha experimental e simulação
numérica de um sistema de proteção solar que incorpora materiais de
mudança de fase. A campanha experimental é composta por dois
compartimentos lado a lado, e cada um deles tem duas proteções solares – um
dos compartimentos com a incorporação de materiais de fase e no outro sem.
Ambos os compartimentos foram sujeitos a condições climatéricas exteriores
similares numa região de clima mediterrânio durante a estação de verão e de
inverno. A fachada orientada a sul é um vão envidraçado, o qual tem aplicado
o sistema de proteção solar.
De acordo com os critérios de validação analisados, os resultados do modelo
numérico foram considerados calibrados e validados.
Os resultados obtidos provam o potencial dos materiais de mudança de fase
na regulação térmica e na otimização da eficiência energética dos espaços
interiores dos edifícios.The building sector is the largest final end-use consumer of energy in the
European Union. The large energy consumption of the building sector is
mainly resourcing to active systems for cooling and heating of indoor spaces.
Presently, the external envelopes of offices and commercial buildings are
systematically composed by large glazed areas, which lead to substantial
heat losses through these zones.
Thermal Energy Storage systems (TES), using phase change materials
(PCM) in buildings, are widely investigated technologies and a fast developing
research area. The use of phase change materials (PCMs) is presently an
advanced solution to improve the energy performance of building
components, namely the glazing and window shutter protections solutions.
The present work presents and discusses a numerical and experimental
testing of a thermal energy system that contains phase change materials. The
testing apparatus is composed by two side-by-side compartments that have
two similar windows shutters, one containing PCMs and the other considered
as a reference solution, without PCMs. The internal compartments were
submitted to similar weather conditions in a Mediterranean climate during the
summer and winter season, and the south oriented facade is a glazed area
that incorporates the window protection systems.
According the used acceptance criteria, the results of the numerical model
presented a good agreement and reliability and were considered calibrated
with well prediction data.
The results reveal the PCM potential for the thermal regulation of indoor
spaces as well as improving the energy efficiency of indoor building spaces