Mestrado em Engenharia MecânicaActualmente, devido a questões económicas, ambientais e de sustentabilidade,
existe uma enorme pressão para que os consumos energéticos sejam reduzidos. O sector dos edifícios é um dos maiores consumidores de energia, sendo por isso necessário actuar neste campo, para reduzir o consumo global de energia. O Regulamento das Características de Comportamento
Térmico dos Edifícios (RCCTE) e o Regulamento dos Sistemas Energéticos de Climatização em Edifícios (RSECE) surgiram desta necessidade, com o objectivo de melhorar o comportamento térmico e os consumos energéticos dos edifícios. A ventilação natural apresenta-se neste quadro, como uma solução viável para reduzir o consumo energético de edifícios, contribuindo para a qualidade do ar interior.
Este estudo surge com o objectivo de analisar a viabilidade da aplicação e
optimização de sistemas de ventilação natural. Com esse objectivo, foi estudado
o efeito conjunto do clima local, das características do edifício e sua orientação. Assim, com recurso a software de simulação (DesginBuilder com base no EnergyPlus), foram estudados os efeitos na ventilação das
diversas zonas de um edifício e o consequente impacto energético desta ventilação.
Analisando normas e a legislação nacional, foram integrados neste estudo
os requisitos de qualidade de ar interior e conforto, definindo os caudais
mínimos exigidos e estudando se os edifícios simulados cumpriam estas exigências.
O trabalho realizado é suportado por dois estudos complementares. O primeiro pretende estudar de forma qualitativa e preliminar, o efeito de parâmetros como as infiltrações, espaço interior dos edifícios, ocupação,
temperatura interior, tamanho e posição de entradas de ar, nos caudais de ventilação natural de um edifício. Este estudo prévio permitiu retirar algumas conclusões, para que o estudo paramétrico incidisse apenas sobre
parâmetros considerados mais relevantes na ventilação natural de um edifício. Desta forma, foram apenas analisados parâmetros como o clima, orientação, distância ao solo e tipos de entradas de ar de um edifício.
Os resultados deste estudo demonstram que o clima, em especial o vento e a distância do espaço a ventilar ao solo, têm um efeito crucial sobre a ventilação natural de um edifício. A sobreventilação e a não recuperação de energia por parte de uma unidade de tratamento de ar (UTA), verificam-se bastante penalizadoras no impacto energético de um sistema de ventilação
natural, quando comparadas com um sistema de ventilação mecânica. Assim, é perceptível a necessidade do controlo das entradas de ar, na implementação destes sistemas.Nowadays, due to economics, environmental and sustainability factors, there
is great pressure on reducing energy consumption. The building sector is
a major energy consumer, thereby it is mandatory to act in this sector in
order to reduce overall energy consumption. In this sense were created the
RCCTE and RSECE (portuguese regulations), with the aim of improving
the thermal performance and energy consumption of buildings. Natural
ventilation is presented in this scenario as a feasible solution to reduce the
energy consumption of buildings, contributing to indoor air quality.
The purpose of this study is to analyse the feasibility of enforcing and
optimisation of natural ventilation systems. It was studied the combined
effect of local climate, the specifications of the building and its orientation.
Moreover, using a software of dynamics simulation (DesginBuilder based on
EnergyPlus), the effects of different parts of a building on ventilation and
its energy impact.
Through the analysis of standards and portuguese legislation, the requirements
for indoor air quality and comfort have been integrated in this study,
setting required minimum flows and studying if the simulated buildings meet
these requirements.
The presented work is supported by two complementary studies. The first
one present qualitative and preliminary study, highlighting the effect of some
parameters such as infiltrations, indoor space of buildings, occupancy, room
temperature, size and position of air intakes in the flow of natural ventilation.
This preliminary study allowed retrieve of important conclusions, so
that the parametric could focus on more relevant parameters on natural
ventilation. Only parameters as climate, orientation, distance to the ground
and types of air intakes of a building were analysed.
The results of this study demonstrate that the climate, especially wind
and distance of the ventilated space to the ground, have a crucial effect
on natural ventilation of a building. Mechanical ventilation presents better
performance when compared with natural ventilation, as the latter increases
the overall energy consumption due to overventilation and the non-energy
recovery by an air treatment unit. Thus, it is clear the need for control of
air intakes in ventilation systems