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Como impedir o superaquecimento de residências?

Martin Twamley, gerente técnico do Steico no Reino Unido , examina os fatores por trás do superaquecimento na habitação e como os riscos podem ser reduzidos

A maneira como projetamos nossas casas está mudando. Estamos começando a fazer melhor uso de nossos espaços, convertendo quartos no sótão em quartos e criando salas no último andar com tetos abobadados.

Existem muitas maneiras pelas quais nossas casas podem absorver o calor do ambiente externo durante períodos de clima quente. No entanto, muito desse ganho solar pode causar superaquecimento.

Ao lado de janelas e paredes, o teto de qualquer casa é um coletor solar térmico muito grande, que absorve grandes quantidades de calor durante períodos mais quentes. À medida que o calor aumenta, o ganho solar das janelas e paredes aumenta e se acumula nos espaços mais altos de uma casa. Portanto, pode ser difícil manter esses espaços frescos quando o tempo está quente.

Superaquecimento no Reino Unido

Obviamente, o superaquecimento é menos preocupante no Reino Unido do que em outros climas tradicionalmente mais quentes. No entanto, apesar da visão de que o Reino Unido não tem clima quente, não estamos imunes às ondas de calor – o verão de 2018, por exemplo, registrou meses de temperaturas consistentemente altas que influenciaram muito as temperaturas internas de nossos edifícios. O superaquecimento é um problema geralmente esquecido e sua prevenção deve ser diretamente abordada e contabilizada no projeto de construção .

Transferência de calor do ambiente externo

O calor que sua casa experimenta do sol varia ao longo do dia. Essa variação é conhecida como “fluxo periódico de calor” e pode influenciar o “atraso de decréscimo” de um edifício – o intervalo de tempo para o calor passar pelo envelope de um edifício e influenciar seu ambiente interno.

Por volta do meio-dia, o ganho solar da sua casa será o mais alto. Um atraso de decréscimo mais alto significa que a transferência de calor nesse ponto será adiada por um longo período de tempo, penetrando no envelope do edifício em um momento posterior do dia em que a temperatura externa estiver mais baixa e a ventilação natural do edifício possa ocorrer. Geralmente, um atraso de decréscimo de 12 horas fornece a solução ideal.

Materiais de isolamento e atraso de decréscimo

O isolamento do seu prédio tem duas funções principais – reter o calor em períodos mais frios e manter a casa fresca em períodos de clima mais quente. A maneira como você escolhe isolar o seu edifício tem um grande efeito no atraso de decréscimo e no risco de superaquecimento. Costumamos escolher nosso isolamento com base em uma combinação de espessura e valores U.

Por um longo período, a indústria de construção do Reino Unido deixou de usar materiais de isolamento sintético, como poliestireno ou lã mineral. Devido à sua respectiva mistura de densidade e capacidades de calor específicas, suas capacidades de decremento são relativamente baixas. Isso leva a seções mais finas de isolamento no telhado dos edifícios, que possuem pouca massa térmica e não têm capacidade para amortecer a transferência de calor. Isso causa um risco aumentado de superaquecimento.

Mas, quando começamos a pensar com mais cuidado sobre a influência que nossos edifícios podem ter sobre nossa saúde física e mental e a saúde do ambiente ao redor, a indústria está se movendo para favorecer materiais de construção mais naturais.

Materiais de isolamento natural, como fibra de madeira, apresentam níveis comparativamente baixos de difusividade (transferência de calor) do que materiais sintéticos. Isso significa que os materiais podem ajudar a moderar a temperatura interna de um edifício.

É importante observar que dois materiais com os mesmos valores U podem ter capacidades de decréscimo significativamente diferentes. A densidade e a capacidade térmica dos materiais de isolamento são um influenciador vital do atraso no decréscimo de um edifício e, finalmente, do risco de superaquecimento.

Os materiais de isolamento de fibra de madeira têm uma densidade especialmente alta – isso é essencial para a proteção contra o calor no verão, pois essa massa maior atua como um amortecedor de calor mais eficaz. Esse buffer leva a um atraso maior de decréscimo e a uma “mudança de fase” – a diferença de tempo entre a temperatura externa mais alta e a temperatura interna mais alta.

Medição de transferência de calor – difusividade térmica

Difusividade térmica é a taxa de transferência de calor de um material do lado quente para o lado mais frio. Nesse cenário, a passagem de calor do ambiente externo para o interior do envelope do edifício. A difusividade térmica de um material pode ser calculada dividindo sua condutividade térmica (a taxa na qual o calor passa através do material) pela capacidade específica de calor (o calor necessário para elevar a temperatura do material em uma determinada quantidade) multiplicada pela densidade do material.

Difusividade térmica = condutividade térmica / (capacidade específica de calor x densidade)

Um material com alta difusividade térmica conduz o calor rapidamente, fazendo com que o atraso no decréscimo seja baixo. Portanto, para reduzir o risco de superaquecimento, um material natural com baixa difusividade térmica, como a fibra de madeira, é mais eficaz.

Saúde e conforto ou superaquecimento? A decisão cabe a você

O superaquecimento deve ser reconhecido como um problema comum e planejado na fase de projeto da construção. Isso não deve ser uma reflexão tardia quando ocorre uma onda de calor.

Existem várias razões pelas quais um edifício pode superaquecer, mas podemos reduzir o risco de isso ocorrer usando materiais que atuam para amortecer o calor e impedir sua rápida transferência para o envelope do edifício. Estrutura de madeira e estruturas leves – por exemplo, o teto de uma casa de tijolo ou alvenaria – se beneficiarão muito dessa abordagem de design.

Um edifício que apresenta um risco menor de superaquecimento é um edifício saudável que gera um ambiente interno mais confortável para seus ocupantes. No entanto, os regulamentos de construção existentes no Reino Unido não têm um padrão mínimo para o atraso no decréscimo, portanto a decisão de projetar com superaquecimento em mente cabe exclusivamente a você.

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Superaquecimento em edifícios: o que estamos fazendo?

A WEB está lotada de artigos, blogs e estudos sobre superaquecimento de edifícios, e outro acaba de ser adicionado!

Os problemas de superaquecimento têm sido objeto de discussão entre aqueles que tiveram que conviver com isso por anos. Mas a cenoura nunca superaria o desafio de conseguir que aqueles que tivessem o poder de fazer algo a respeito (por exemplo, o projeto de construção e as equipes de construção) fizessem algo além de prestar atenção e fazer o mínimo possível. Se o pior acontecer, você sempre pode usar o instrumento de ar condicionado para resolver todos os seus “problemas” de superaquecimento.

A taxa e a escala dos edifícios se intensificaram, mais e mais pessoas estão vivendo em áreas menores nas cidades e as soluções de edifícios usadas no passado para limitar o superaquecimento nos edifícios foram rapidamente substituídas pela “Arquitetura Internacional”. Muitos dos projetos usados são selecionados em um livro de produtos; um produto que foi testado com base em um modelo financeiro para garantir que o desenvolvimento gere um lucro, mas não um que tenha a experiência do usuário, o consumo de energia ou a saúde e o bem-estar como qualquer um dos principais princípios de projeto.

Nos últimos tempos, foram feitos alguns esforços para tentar atender à necessidade de considerar a mitigação do superaquecimento em edifícios (CIBSE TM59, BB101 etc.). A Good Homes Alliance lançou recentemente uma lista de verificação para os projetistas em estágio inicial para avaliar o potencial de superaquecimento de suas habitações. Isso pode começar a ser um bom presságio para os edifícios do futuro, mas proporciona um conforto legal para aqueles que foram construídos nos últimos anos.

O foco na eficiência energética e o aperto dos padrões de tecido foram desconectados da ventilação do edifício, com a maioria ainda sendo projetada com regras práticas para a porcentagem da área do piso da área de janela aberta. Poucos consideram o efeito prejudicial do tipo de abertura de janela e revelam profundamente a área livre efetiva disponível para fornecer ventilação ao espaço.

Todos nós passamos por aqueles corredores quentes, abafados e mal ventilados. Sistemas de distribuição de alta temperatura, isolamento inadequado e ventilação insuficiente contribuem ainda mais para os problemas de acúmulo de calor na estrutura. Há anos se fala em usar distribuição de baixa temperatura, talvez seja hora de fazer mais do que falar sobre eles e seguir a liderança bem estabelecida de pessoas como a Dinamarca.

Pode-se esperar que as próximas mudanças no Regulamento de Construção do Reino Unido abordem conjuntamente as questões de energia e superaquecimento e garantam que as medidas de mitigação apropriadas sejam implementadas pela equipe de projeto. Além de Londres, existem poucas partes do Reino Unido que têm algum requisito de planejamento para lidar com superaquecimento e a maioria exige apenas um envio mínimo compatível com os regulamentos de construção. Atualmente, existem muito mais do que evidências anedóticas para mostrar que essa abordagem levou a alguns lugares com desempenho muito ruim – mas tudo bem, como o computador disse SIM.

Em um clima já quente, o superaquecimento de edifícios será limitado em soluções para os problemas que enfrentarem. Estima-se que existam 1 bilhão de aparelhos de ar condicionado em uso no planeta hoje, número que deve subir para 4,5 bilhões em 2050 e consumir 13% de todo o suprimento de eletricidade. O mundo aquece, então nossa resposta individual a esse aquecimento é usar dispositivos que aumentem o aquecimento e, portanto, cada vez mais nos vinculem ao problema original.

Chegou a hora de acabarmos com a dependência de combustíveis fósseis e o uso da tecnologia para “corrigir” nossos problemas fundamentais de design e começar a projetar edifícios em torno do usuário e do ambiente em que vivem. O humano é inerentemente adaptável e o conforto (como a maioria das coisas) não passa de um estado de espírito.