Resfriamento Evaporativo + Inércia Térmica para Resfriamento

Resfriamento Evaporativo:

O resfriamento evaporativo é um dos mais antigos e mais eficientes métodos de se refrigerar de forma passiva uma edificação em climas secos.

O processo físico do resfriamento evaporativo baseia-se no processo de evaporação da água que retira calor do ambiente ou do material sobre o qual a evaporação acontece.

O grau de resfriamento é determinado pela velocidade da evaporação: quanto mais rápido o processo da evaporação maior a queda de temperatura.

A taxa de evaporação em um espaço aberto será mais rápida quanto maior a área superficial da água e a velocidade do ar e menor for a umidade relativa do ar. Quanto mais seco for o clima maior será a aplicabilidade de tais sistemas. Quando o ar se torna saturado, o processo de evaporação cessa e consequentemente a queda de temperatura.

O resfriamento evaporativo pode ser direto ou indireto.

No resfriamento direto o ar é umidificado enquanto sua temperatura é reduzida e o objetivo do sistema é fazer com que a água evapore controladamente dentro do ambiente, ou seja, adicionando a quantidade correta de água para atingir resfriamento, umidade ou melhoria da qualidade do ar no ambiente. A utilização deste sistema deve ser feita em concordância com os sistemas de ventilação, pois a velocidade do ar é responsável pelo aumento da velocidade de evaporação.

Já no sistema de resfriamento evaporativo indireto o ar interno não é umidificado. Ele pode ser resfriado evaporativamente e depois de passar por um trocador de calor resfriado, ser introduzido mecanicamente no ambiente. Outro método é o resfriamento de um elemento do edifício por evaporação, fazendo com que este elemento funcione como um captador de calor.

Inércia Térmica Resfriamento:

Uma edificação de elevada inércia térmica proporcionará uma diminuição das amplitudes térmicas internas e um atraso térmico no fluxo de calor devido a sua alta capacidade de armazenar calor, fazendo com que o pico de temperatura interna apresente uma defasagem e um amortecimento em relação ao externo. De fato, componentes de alta inércia térmica funcionam como uma espécie de bateria térmica: Durante o verão absorvem o calor, mantendo a edificação confortável; no inverno, se bem orientado, pode armazenar o calor para liberá-lo à noite, ajudando a edificação a permanecer aquecida. Essa característica é particularmente benéfica em regiões de clima mais seco onde há uma grande diferença entre as temperaturas diurnas e noturnas externas (acima de 7ºC).

A inércia térmica total da edificação depende das características do envelope (do tipo de piso, parede e cobertura) que devem ser compostos por materiais geralmente densos, de elevada capacidade térmica. Além dela a admitância térmica do material vai influenciar na sua capacidade de absorver e armazenar calor. Um material de alta admitância térmica absorve e libera o calor rapidamente.

O uso da estratégia de alta inércia no envelope só tem efeito se a ventilação natural através dos ambientes internos for restringida ao longo do dia, uma vez que com a ventilação a temperatura interna aumenta varia de acordo com o meio externo diretamente, sem o atraso térmico característico do fluxo de calor através das paredes e teto.

Deve-se ter cuidado ao usar a estratégia de alta inércia térmica nos componentes de cobertura e de paredes à oeste, pois a elevada exposição à radiação solar durante a maior parte do ano, pode transformar-se em acumuladores de calor e provocar elevado desconforto térmico interno no período de verão. Este tipo de estratégia deve ser aplicado a estes componentes com muito critério, procurando minimizar os ganhos solares através de isolamento térmico externo ou sombreamento no período diurno.

Materiais com capacidade térmica elevada:

O concreto e a alvenaria cerâmica são os materiais que apresentam capacidade térmica elevada. A capacidade térmica do material e seu respectivo atraso térmico são propriedades importantes na escolha do material a ser selecionado para os componentes do envelope, de acordo com suas respectivas orientações solares e a resposta térmica desejada.

No item Componentes Construtivos são apresentados a transmitância, capacidade térmica e atraso térmico calculados para alguns componentes construtivos de parede e cobertura.

A alta inércia térmica é particularmente benéfica em regiões de clima mais seco onde há uma grande diferença entre as temperaturas diurnas e noturnas externas.

Em climas quentes e úmidos o resfriamento passivo é geralmente mais eficaz em edifícios com pequena inércia térmica.