Identificação do tipo e quantidade de PCM adequado ao clima Português

Abstract

Tanto a nível europeu como nacional os edifícios destinados à habitação e serviços consomem uma grande parte de toda a energia consumida, apresentando uma tendência crescente, no sentido em que neste momento se caminha para um crescimento acentuado do consumo energético, aumentando desta forma a emissão de gases de efeito de estufa. É atribuída grande importância à redução dos consumos energéticos nos edifícios e consequentes emissões de dióxido de carbono, tendo-se verificado, nos últimos anos, que esta é cada vez mais uma preocupação nacional e internacional, devendo-se criar medidas no sentido da conservação e armazenamento da energia. A incorporação de materiais de mudança de fase (PCM, do inglês Phase Change Materials) nos edifícios torna-se, por isso, numa medida essencial no combate aos elevados níveis de consumo energéticos verificados. Esta dissertação apresenta um estudo no sentido de incorporar PCM nas soluções construtivas mais usuais em Portugal, adequando-se o uso destes materiais ao clima nacional e o conseguindo-se prever a quais as poupanças energéticas daí inerentes. Para que então se consiga atingir estes objetivos, numa primeira fase recorreu-se à simulação dinâmica de várias soluções construtivas correntes com inclusão de alguns tipos de PCMs comercializados, concluindo-se qual a solução construtiva e o PCM que melhor se comporta perante o clima da cidade do Porto. Numa segunda fase de simulação usa-se então a solução construtiva em que se verificaram os melhores resultados e aplicando-a a um edifício unifamiliar com sistema de climatização com uma eficiência de 100%, retirandose daqui as necessidades energéticas para aquecimento (no inverno) e arrefecimento (no verão) do edifício com e sem PCM. Feita uma análise comparativa entre os dois casos conclui-se que o uso de PCM resulta numa poupança energética significativa no inverno e, nas condições testadas, a um acréscimo adicional de energia no verão.

Both at European and national levels, buildings destined to housing and services consume a great fraction of all the energy consumed, with that consumption presenting a tendency to grow, meaning that at this moment it’s going towards a sharp increase in the energetic consumption, leading to an increased emission of greenhouse gases. It is considered very important to reduce the energy consumption in buildings and its carbon dioxide emissions associated, having been observed in the last years that this is becoming more and more a national and international concern, showing that measures should be taken towards energy conservation and storage. In this sense, the incorporation of phase changing materials (PCM) in buildings turns out to be an essential measure, with a lot of potential regarding the reduction of the high energy consumption currently observed. This dissertation presents a study that aims to the incorporation of PCM in the construction elements most used in Portugal, adapting the use of these materials to the Portuguese climate, making it possible to predict the resulting savings in energy consumption. In order to accomplish these goals, in the first phase, a dynamic simulation was performed with the various types of construction elements currently used, with the inclusion of some kinds of commercialized PCMs, thus finding the construction solution with the best behavior when facing the climate found in Porto. In the second phase of simulation, it is used the construction solution with the best results applied to a single-family building with HVAC system with an efficiency of 100%, collecting this way the energy requirements for heating (during winter) and cooling (during summer) the building, with and without PCM. A comparative analysis between the two cases brings us to the conclusion that the use of PCM results in a significant energy saving during the winter, and under the tested conditions, it results in an additional increase of energy during the summer.