Sombreamento das sacadas no consumo de energia para climatização artificial

Diogo Pereira • Engenheiro Civil pela Unisinos
João Colnaghi • Engenheiro Civil pela Unisinos
Maria Fernanda de Oliveira • Dra. Em Engenharia Civil •
Coordenadora do itt Performance da Unisinos

A racionalização do consumo energético em edificações tem se tornado cada dia mais relevante, e os sistemas de climatização artificial representam uma parte significativa do consumo de energia em edificações residenciais. A forma, a orientação solar das janelas e os elementos de sombreamento podem definir quanto será o consumo, ainda na fase de projeto.

As sacadas são elementos de sombreamento que podem minimizar o consumo de energia para a climatização artificial. Mesmo quando comparadas diferentes orientações da mesma edificação, com e sem sacadas, pode-se afirmar que as sacadas são soluções passivas para redução do consumo energético de edificações.

COMO FAZER?

A partir de simulações com o software Energy Plus, versão 8.7.0, com a interface gráfica da edificação com software SketchUp, versão x64 de 2016 e plug in Euclid, versão 0.9.3, é possível comparar diferentes cenários para diferentes orientações solares.

Figura 1 – Modelagem de uma edificação com sacadas de 4 m, 2 m e sem sacada

Para definição das informações dos aparelhos de ar-condicionado, adota-se os dados do Manual RTQ-R (2012), que sugere sistemas de ar-condicionado instalados nos ambientes de permanência prolongada das unidades habitacionais, além de demais dados de input.

QUAL A INFLUÊNCIA DAS SACADAS?

Em cidades como Porto Alegre, o consumo elétrico dos condicionadores de ar sempre é maior quando não se adota a sacada, sendo o maior consumo quando as janelas estão voltadas para o norte. No entanto, nem sempre a sacada maior será a melhor solução para aberturas com a orientação norte. Com uma sacada de 2 m de profundidade, por exemplo, o consumo de energia para aquecimento pode ser menor que o mesmo ambiente com uma sacada com profundidade de 4 m. Essa diferença pode estar, em parte, relacionada ao coeficiente de desempenho (COP). O COP do condicionador de ar em aquecimento é de 2,75W/W, inferior ao COP em refrigeração que é de 3,0W/W. Logo, ocorre um aumento no consumo do condicionador de ar quando está em modo de aquecimento.

Gráfico 1 – Resfriamento: Estimativa do consumo elétrico anual total dos aparelhos de
ar-condicionado de toda edificação

Gráfico 2 – Aquecimento: Estimativa do consumo elétrico anual total dos aparelhos de
ar-condicionado de toda edificação

A medida em que é reduzido o sombreamento feito pelas sacadas, os edifícios voltados para o norte acabam tendo um consumo de energia elétrica com refrigeração mais representativo, chegando a mais de 70% para opções sem sacadas com orientação solar norte.

É importante salientar que os gráficos apresentados se referem a edificações com sistemas de vedações verticais e horizontais com alta resistência térmica. É possível que em edificações de padrão mais popular, com sistemas de vedação com menor isolamento térmico, o impacto do sombreamento das sacadas seja ainda maior.

A redução do gasto com energia elétrica pode ser alcançada com soluções passivas, no entanto, a longo prazo essa estimativa é mais complexa, pois envolve etapas de manutenção dos equipamentos para que sua vida útil seja adequada.