Study the impact of shading requirements established in the Brazilian Labeling Program (PBE) in thermoenergetic performance and light residential buildings

Em meio a um cenário energético mundial, onde é crescente a busca pela eficiência energética, novas normas, regulamentações e o uso de proteções solares têm sido importantes aliados, como o Regulamento Técnico da Qualidade para o Nível de Eficiência Energética de Edificações Residenciais (RTQ-R), que apresenta um indicador de eficiência das proteções solares, somb . Considerando o indicador como foco deste trabalho, tem-se como objetivo avaliar as indicações de eficiência das proteções solares do RTQ-R, sob o aspecto de conforto térmico e luminoso em uma unidade habitacional (UH) multifamiliar representativa da cidade de Viçosa (MG). O método foi composto por:a) levantamento de campo para obter características construtivas e com medição das variáveis ambientais térmicas (temperatura de bulbo seco TBS, temperatura radiante Tr e umidade relativa UR) e luminosas (iluminâncias) dos ambientes de permanência prolongada da UH (sala e quartos) ocupada e ventilada naturalmente; b) modelagem do caso base (CB), que consiste na UH sem proteções solares; c) modelagem dos casos referência (CB acrescido de proteções solares conforme RTQ-R) e das alternativas de simulação (CB acrescido de diferentes tipos de proteções solares de acordo ou não com os conceitos de bioclimatologia); d) simulação térmica e luminosa dos três grupos de casos modelados pelo programa EnergyPlus e Daysim, respectivamente. Os dados obtidos pela calibração da UH estudada foram analisados estatisticamente por meio dos índices de viés médio (viesM) e erro quadrático médio (EQM). Observou-se que as variações destes índices no modelo térmico os níveis sazonais e por ambiente foram maiores do que os da UH, sendo a maior redução encontrada no EQM da UR, em 1%. Já na calibração luminosa, realizada por meio de uma avaliação prévia das iluminâncias medidas e simuladas, foi comprovado que os EQM elevados, ao fim da calibração, foram decorrentes da radiação solar nos dias de medição ser consideravelmente superiores à radiação do arquivo climático usado na simulação, o que permitiu admitir um caso calibrado com EQM relativamente elevado, no qual houve uma redução de 15,79% do EQM, em relação ao caso base. Pelas simulações térmicas, foram feitas análises do número de horas em conforto térmico e desconforto (por frio ou calor). xviiComo principais resultados, verificou-se que as horas de desconforto por calor foram mais sensíveis às proteções solares; a relevância das proteções solares recomendadas pelo RTQ-R foram confirmadas por quantificação, mas não foi identificada correlação entre a variável somb do RTQ-R e o número de horas em conforto térmico. Para a simulação luminosa, considerou-se um intervalo de adequação visual entre: 100 lx e 2000 lx, uma vez que valores superiores a este geram desconforto visual por ofuscamento. Como resultados, identificou-se que as proteções solares dos casos de referência reduziram o desconforto visual por ofuscamento, porém aumentaram o nível de escurecimento durante o dia, e não foi encontrada correlação entre somb e as horas em adequação visual, não sendo, portanto, esta uma variável adequada para descrever as condições de iluminação natural em ambientes residenciais.Amid the world energy scene and the growing demand for energy efficiency in buildings, new standards, regulations and the use of shading devices have been important allies, such as Quality Technical Requirements for Energy Efficiency Level of the Residential Buildings (QTR-R), which provides an indicator of efficiency of solar protections, called somb . Considering the somb as the focus of this research, the objective is to evaluate the solar protections efficiency indication of QTR-R, regarding to thermal and lighting comfortin a multifamily housing unit (HU), representative of Viçosa (MG).The method is composed of: a) field survey of the natural ventilated HU to identifying the constructive characteristics and conducting measurements of thermal data (dry-bulb temperature (WBT), radiant temperature - Tr and relative humidity - RH) and levels of illumination data (illuminance) of the prolonged occupation environments (living room and bedrooms), occupied and naturally ventilated; b) modeling and calibration of the base case (CB), consisting of the HU without shading devices; c) modeling of reference cases (the base case with adding shading devices as recommended by the QTR-R), and modeling of simulation alternatives (the base case with adding other shading devices in accordance or not with bioclimatic concepts); d) thermal and daylighting simulations of the three groups of modeled cases, by EnergyPlus and Daysim respectively. The data resulting from the calibration of the study HU were statistically analyzed using the mean bias index (viesM) and mean squared error (SME). It was observed that these variations index in the thermal model in seasonal and room levelswere greater than the relative HU, being found in the largest reduction in SME RH 1%. Regarding the calibration process of the lighting model, accomplished through a preliminary evaluation of the dada obtained by measurement and by simulation, was proven that the high rates of SME were due to the fact that the solar radiation levels in the days of measurement was significantly higher than the radiation levels of the weather data file used in the simulation. For this reason, the xixcalibrated case was considered acceptable even with a relatively high SME, with a reduction of the SME in 15.79% compared to the base case. From the thermal simulations was identified the number of hours in thermal comfort and discomfort (for cold or heat). It was found that: the hours which was identified heat discomfort were more sensitive to solar protections; the importance of shading devices recommended by QTR-R were confirmed by quantifying, but no correlation was found between the variable somb from QTR-R and the number of hours on thermal comfort. To the lighting simulation the adequate visual range considered was between 100 lx to 2000 lx, greater values than this generate a visual discomfort by glare. As a result, it was identified that the shading devices of the reference cases reduced the glare discomfort, but increased the level of darkness during the day, and wasnot found any correlation between the variable somb and the numbers of hours in visual comfort, therefore this isn ́t an appropriate variable to describe the natural lighting in residential environments.Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológic