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1 AVALIAÇÃO EXPERIMENTAL E NUMÉRICA DO COMPORTAMENTO TÉRMICO DE COBERTURAS VERDES M. GLÓRIA GOMES C. MATOS SILVA Prof. Eng.ª Civil Prof. Eng.ª Civil IST IST Lisboa; Portugal Lisboa; Portugal [email protected] [email protected] A.S. VALADAS M. SILVA Eng.ª Civil Eng.º Civil IST IST Lisboa; Portugal Lisboa; Portugal [email protected] [email protected] RESUMO Atualmente, tem havido uma preocupação cada vez maior de tornar os edifícios mais sustentáveis e energeticamente mais eficientes. Neste contexto, a utilização de soluções construtivas que minimizem as trocas de calor pela envolvente têm vindo a ganhar representatividade. Um exemplo disso são as coberturas verdes que alteram o comportamento energético dos edifícios. São ainda relativamente escassos os estudos sobre o comportamento térmico desta solução construtiva, em particular no clima mediterrânico como é o caso de Portugal. No presente estudo avalia-se experimentalmente o comportamento térmico de coberturas verdes em dois casos de estudo durante as estações de inverno e verão, de modo a quantificar o efeito de alteração das temperaturas superficiais e fluxo de calor em soluções de cobertura verde. O desempenho energético dos dois casos de estudo foi também estimado através de uma simulação energética com o modelo de cobertura verde do programa EnergyPlus validada com os resultados das campanhas de monitorização. Os resultados obtidos experimental e numericamente confirmam a capacidade das coberturas verdes em amenizar as temperaturas superficiais e amortizar as flutuações térmicas ao longo da profundidade do solo. 1. INTRODUÇÃO As coberturas verdes não podem ser consideradas propriamente como uma solução recente [1]. Os primeiros registos aparecem nas antigas civilizações do rio Tigre e Eufrates, como é exemplo os conhecidos jardins suspensos da Babilónia no século VII e VIII a.C.. Os Romanos também utilizaram este tipo de solução de cobertura nas suas construções. Foram também encontrados alguns registos históricos de coberturas verdes nos séculos XIII, XIV e XV em várias cidades de França e Itália, sobretudo em palácios e edifícios religiosos onde estas eram implementadas com o objetivo de ornamentar os edifícios. Na Rússia, no século XVII foi instalado um jardim sobre a cobertura do palácio do Kremlin, em Moscovo. Nesta altura, Czarista, os jardins nas coberturas eram considerados como uma caraterística de ostentação de riqueza. Foi apenas no século XX que as técnicas construtivas de coberturas planas foram desenvolvidas, e implementadas em grande parte dos edifícios. Assim, tornou-se possível a colocação de maiores cargas nas coberturas, o que levou ao desenvolvimento e expansão da tecnologia das coberturas verdes. Em meados do século XX muitos países já tinham adotado esta solução principalmente na zona Norte da Europa: Alemanha, Suíça, Áustria e Escandinávia, devido ao interesse crescente da qualidade do ambiente urbano [2, 3].

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AVALIAÇÃO EXPERIMENTAL E NUMÉRICA DO COMPORTAMENTO TÉRMICO

DE COBERTURAS VERDES

M. GLÓRIA GOMES C. MATOS SILVA

Prof. Eng.ª Civil Prof. Eng.ª Civil

IST IST

Lisboa; Portugal Lisboa; Portugal

[email protected] [email protected]

A.S. VALADAS M. SILVA

Eng.ª Civil Eng.º Civil

IST IST

Lisboa; Portugal Lisboa; Portugal

[email protected] [email protected]

RESUMO

Atualmente, tem havido uma preocupação cada vez maior de tornar os edifícios mais sustentáveis e energeticamente

mais eficientes. Neste contexto, a utilização de soluções construtivas que minimizem as trocas de calor pela envolvente

têm vindo a ganhar representatividade. Um exemplo disso são as coberturas verdes que alteram o comportamento

energético dos edifícios. São ainda relativamente escassos os estudos sobre o comportamento térmico desta solução

construtiva, em particular no clima mediterrânico como é o caso de Portugal. No presente estudo avalia-se

experimentalmente o comportamento térmico de coberturas verdes em dois casos de estudo durante as estações de

inverno e verão, de modo a quantificar o efeito de alteração das temperaturas superficiais e fluxo de calor em soluções

de cobertura verde. O desempenho energético dos dois casos de estudo foi também estimado através de uma simulação

energética com o modelo de cobertura verde do programa EnergyPlus validada com os resultados das campanhas de

monitorização. Os resultados obtidos experimental e numericamente confirmam a capacidade das coberturas verdes em

amenizar as temperaturas superficiais e amortizar as flutuações térmicas ao longo da profundidade do solo.

1. INTRODUÇÃO

As coberturas verdes não podem ser consideradas propriamente como uma solução recente [1]. Os primeiros registos

aparecem nas antigas civilizações do rio Tigre e Eufrates, como é exemplo os conhecidos jardins suspensos da

Babilónia no século VII e VIII a.C.. Os Romanos também utilizaram este tipo de solução de cobertura nas suas

construções. Foram também encontrados alguns registos históricos de coberturas verdes nos séculos XIII, XIV e XV em

várias cidades de França e Itália, sobretudo em palácios e edifícios religiosos onde estas eram implementadas com o

objetivo de ornamentar os edifícios. Na Rússia, no século XVII foi instalado um jardim sobre a cobertura do palácio do

Kremlin, em Moscovo. Nesta altura, Czarista, os jardins nas coberturas eram considerados como uma caraterística de

ostentação de riqueza.

Foi apenas no século XX que as técnicas construtivas de coberturas planas foram desenvolvidas, e implementadas em

grande parte dos edifícios. Assim, tornou-se possível a colocação de maiores cargas nas coberturas, o que levou ao

desenvolvimento e expansão da tecnologia das coberturas verdes. Em meados do século XX muitos países já tinham

adotado esta solução principalmente na zona Norte da Europa: Alemanha, Suíça, Áustria e Escandinávia, devido ao

interesse crescente da qualidade do ambiente urbano [2, 3].

M.G.Gomes, C.M. Silva, A.S.Valadas, M.Silva, Avaliação experimental e numérica do comportamento térmico de

coberturas verdes

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O comportamento energético de uma cobertura verde depende de vários factores, nomeadamente do clima local e da

solução construtiva e de vegetação escolhida. Nos últimos anos, diversos trabalhos têm caracterizado este

comportamento em diferentes climas através de estudos de monitorização térmica e de simulação energética. Para

diferentes climas, vários estudos identificam a influência das características da vegetação (densidade da vegetação LAI ,

quantidade de água que consome, poder de crescimento, entre outros). Nos climas frios [4, 5, 6], tropical [7, 8] e

mediterrânico [9, 10], as propriedades do solo (teor de humidade, matéria constituinte) têm também influência no

comportamento térmico, nomeadamente por diminuírem consideravelmente as temperaturas superficiais exteriores no

verão através da evapotranspiração das plantas e por armazenarem grandes quantidades de calor no solo, amortizando as

flutuações térmicas, o que é favorável na estação de inverno. Deste modo, torna-se importante ter em atenção estes

fatores na análise dos casos experimentais, nomeadamente na avaliação dos registos de temperatura e dos fluxos de

calor pela cobertura.

Pretende-se assim aumentar o conhecimento do comportamento térmico de coberturas verdes em climas mediterrânicos,

como é o caso de Portugal, onde são ainda relativamente escassos os estudos do comportamento desta solução. O

presente estudo avalia, por via experimental e numérica, o comportamento real de dois casos de coberturas verdes

localizados em Lisboa, Portugal.

2. DESCRIÇÃO DOS CASOS DE ESTUDO

2.1 Fundação Calouste Gulbenkian

A Fundação Calouste Gulbenkian situa-se em Lisboa. É constituída pelo edifício da Sede, por um Museu, uma

Biblioteca de Arte, pelo Centro de Arte Moderna e por um Anfiteatro. Integra um parque com uma área de 7.5 hectares

projetado pelos arquitetos paisagistas António Vieira Barreto e Gonçalo Ribeiro Telles, responsáveis também pelos

projetos dos jardins interiores e dos terraços ajardinados, e construído entre 1963 e 1969. Foram selecionadas duas

coberturas verdes respetivamente sobre a Sala de Ensaios da Orquestra (Figura 1a) e sobre a Cabine de Som no Piso -1

do Edifício 7 (Figura 1b).

(a) (b) (c) (d)

Figura 1: Cobertura verde da Sala de Ensaios (a) e da Cabine de Som (b). Interior da Sala de Ensaios (c) e Cabine de

Som (d).

2.1.1 Sala de ensaios

A sala de ensaios da orquestra (Figura 1c) está localizada no 1º piso do edifício do Grande Auditório que é adjacente ao

edifício da Sede. A área útil da sala é de 181.5m2 e o seu pé-direito, até ao teto falso, é de 2.85m (em 24% da área útil) e

3.85m (em 76% da área útil), existindo depois uma caixa-de-ar respetivamente com 1.20m de altura na zona com menor

pé-direito e outra com 0.20m na restante zona.

A sala possui uma parede exterior, virada para Sudoeste, e três paredes interiores viradas a Noroeste, Nordeste e

Sudeste. A parede a Sudoeste é a única que está em contacto com o exterior e possui uma área de 66.4m2, sendo que

52% é de envidraçados (34.4m2), tornando-se um dos principais elementos responsáveis pelas trocas de calor na sala de

ensaios. Esta parede, constituída por betão armado e espessura de 0.60m, possui em todo o seu comprimento

envidraçados com espessura de 20mm distribuídos por nove janelas fixas com 2.10m de altura que se situam a 0.85m do

pavimento. Os caixilhos utilizados são de madeira e todas as janelas possuem estores venezianos metálicos interiores. O

sistema de climatização funciona das 08h00 às 18h00 com setpoint de 22ªC.

M.G.Gomes, C.M. Silva, A.S.Valadas, M.Silva, Avaliação experimental e numérica do comportamento térmico de

coberturas verdes

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As lajes de pavimento e cobertura da sala são em betão armado com respetivamente 0.25m e 0.20m de espessura. As

vigas à vista possuem largura de 0.40m e altura de 0.70m. Sobre a laje da cobertura existe a camada de forma em

serapilheira na qual assenta diretamente uma camada de brita com cerca de 0.10m de espessura, geotêxtil, solo com

cerca de 0.25m e coberto vegetal (relva) ou lajetas de pedra com 30mm de espessura. O teto falso tem chapas de

alumínio perfuradas revestidas com 30mm de lã-de-vidro (acústico) e uma caixa-de-ar de 0.20m. A rega na cobertura é

realizada de forma manual às 2ªfeiras, 4ªfeiras e 6ªfeiras, durante dois períodos de 30 minutos da parte da manhã.

A sala de ensaios foi sujeita a obras de remodelação durante os meses de Junho e Julho de 2013, coincidindo com o

período de monitorização de verão, tendo sido retirados alguns elementos, tal como os elementos de ocupação, os

revestimentos do pavimento, teto e alguns das paredes, elementos de iluminação, portas e uma das nove janelas.

2.1.2 Cabine de som

A cabine de som (Figura 1d) é um espaço interior adjacente a uma sala de conferências e a uma zona comum de

passagem. O espaço da cabine tem de 17.2m2 de área e liga à sala de conferências através de quatro janelas e à zona

comum de passagem através de uma porta.

As paredes são todas interiores sendo a parede a Noroeste em betão armado, espessura de 0.15m com um armário

embutido na parede. As restantes paredes são constituídas por alvenaria de tijolo (e=0.15m), 60mm de lã-de-rocha e por

MDF com 20mm de espessura. O pé-direito até ao teto falso de 2.20m e as lajes de betão armado têm espessura de

0.20m. O pavimento da cabine de som é em alcatifa enquanto o teto falso é constituído por lâminas metálicas e tem uma

caixa-de-ar com 1.30m/0.6m consoante esteja localizada sob a laje ou uma viga, respetivamente. As vigas têm 0.70m de

altura, 0.25m de largura e são espaçadas a cada 0.90m.

2.2 ETAR de Alcântara

A ETAR de Alcântara localiza-se em Lisboa e foi construída no final dos anos 80 do séc. XX tendo sido sujeita a obras

de remodelação em 2006. A cobertura verde dos edifícios da ETAR, projetada pelos arquitetos Aires Mateus e

Frederico Valsassina, foi instalada em 2010/2011. Tem uma área de 37184 m2 (3.7ha) e é composta por diversos

canteiros constituídos por 30 espécies de vegetação diferentes.

(a) (b)

Figura 3: Cobertura verde da ETAR de Alcântara e interior do Auditório.

No presente trabalho, monitorizou-se a cobertura do auditório e sala de apoio contígua, com área total de 98.31 m2

(Figura 3). O pé-direito da sala, desde o revestimento do pavimento até ao teto falso, é de 3.00m existindo acima do teto

falso e abaixo do revestimento do pavimento espaços de ar. O espaço de ar inferior é de 0.25m e possui por cima o

pavimento técnico em módulos de 0.60x0.60m com 50mm de espessura. O espaço de ar do teto falso tem uma altura

mínima de 1.23m e máxima de 2.45m (i=25%). A laje inferior e superior são em betão armado e as suas espessuras são

ambas de 0.20m. A sua envolvente térmica é interior com exceção da fachada envidraçada a Oeste e da cobertura verde.

Os envidraçados da fachada têm 4.00m de altura e 40mm de espessura (10+20+10), encontrando-se protegidos por

estores de lona opacos de cor branca. A climatização é realizada por um sistema que funciona durante os dias da semana

de trabalho entre as 07h00 e as 19h00 e possui o setpoint de 22ºC com folga de +/- 1ºC. No inverno, caso a temperatura

ambiente da sala seja inferior aos 22ºC o sistema de climatização é acionado, enquanto no verão, como as temperaturas

são geralmente superiores a 22ºC, só é acionado caso esse valor seja ultrapassado.

A cobertura é do tipo semi-intensivo e é constituída por diversas camadas colocadas acima da laje da cobertura,

totalizando cerca de 1.15m: tela de impermeabilização, tela anti-raiz, camada de drenagem na qual se utilizou geoleca

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coberturas verdes

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(espessura entre 0.25m e 0.50m), geotêxtil, camada de solo com cerca de 0.65m e, por fim, o coberto vegetal. Por cima

da sala de apoio do auditório existem duas zonas com tipos de vegetação diferentes: Calluna Vulgaris e Juniperus

horizontalis. Durante a campanha de inverno, a espécie Calluna Vulgaris não se encontrava desenvolvida. A rega da

cobertura é realizada de forma distinta na estação de inverno e de verão: no inverno é aproveitada a água da chuva para

a rega; no verão a rega é efetuada com a própria água da ETAR após ter sido tratada.

3. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL

Para avaliar o comportamento térmico das coberturas verdes foram medidas nos dois casos de estudos as seguintes

grandezas físicas: i) temperaturas e humidade relativa ambiente interior e exterior; ii) temperaturas superficiais

interiores e exteriores ii) fluxos de calor; iii) radiação solar em plano horizontal e vertical. Para isso, recorreu-se a

termopares tipo T, fluxímetros (Hukseflux HFP01), termohigrómetros (TGP4500 Tinytag e Rotronic) e piranómetros

LI-COR LI-200SA, conectados a sistemas de aquisição de dados Campbell, Delta T e DataTaker. Todas as medições

foram efetuadas com intervalos de 1 minuto, registando-se o seu valor médio a cada 10 minutos. Em todos os casos de

estudo, foram realizadas duas campanhas experimentais durante o ano de 2013, uma de inverno e outra de verão. As

medições incluem zonas da cobertura com diferentes tipos de vegetação e sem vegetação de modo a aferir

comportamentos térmicos distintos. A Figura 4 mostra a localização dos diferentes sensores na Sala de Ensaios e

Cabine de Som (Gulbenkian) e no Auditório da ETAR.

(a) (b) (c)

Figura 4: Cortes com localização dos sensores na Gulbenkian ( a) sala de ensaios b) cabine de som) e ETAR (c)

auditório).

4. RESULTADOS EXPERIMENTAIS, SIMULAÇÃO ENERGÉTICA E VALIDAÇÃO

As Figuras 5 e 6 apresentam os perfis de temperatura na zona verde e na zona da lajeta da cobertura da sala de ensaios e

da cabine de som, respetivamente. Refira-se que na campanha experimental de verão, a sala de ensaios não se

encontrava climatizada e tinha um vão envidraçado permanentemente aberto por se encontrar em obras. Pela evolução

dos perfis verticais de temperatura foi possível concluir que, ao longo das diversas camadas, as flutuações térmicas

diárias foram amortizadas e que as temperaturas do solo aumentaram em profundidade no inverno e diminuíram no

verão, o que demonstra a elevada resistência e inércia térmica da cobertura verde. Esta vantagem foi verificada nos

climas frios, por Liu [4] e Sailor et al. [6], nos climas tropicais, por Wong et al. [7] e He e Jim [8] e no clima

mediterrâneo por Sfakianaki et al. [9] e por Ouldboukhitine et al. [10].

Na estação de aquecimento (Figuras 5a-5d e Figura 6a e 6b), verifica-se em ambas as salas da Gulbenkian que as

temperaturas superficiais exteriores em zonas de cobertura verde e em zonas de lajeta são da mesma ordem de grandeza

ao longo do dia. A zona vigada da laje apresenta em geral temperaturas superficiais interiores mais elevadas pelo

aumento da resistência térmica desta solução face à solução de laje com menor espessura de betão.

Na estação de arrefecimento (Figuras 5e e 5f), a absorção solar da lajeta e o efeito de sombreamento e

evapotranspiração da zona verde conduzem a maiores temperaturas superficiais na zona da lajeta, em particular nas

horas de maior radiação solar. Estes fenómenos explicam também as maiores amplitudes térmicas diárias obtidas na

superfície exterior da lajeta face às da zona verde. Na cabine de som (Figuras 6c e 6d), as temperaturas ambiente e

superficiais interiores são mais baixas do que na sala de ensaios, pelo facto de neste período a cabine de som estar

climatizada e a sala de ensaios não. A zona vigada da cobertura da cabine de som apresenta maior resistência térmica, o

que se traduz em maiores temperaturas superficiais interiores quando comparadas com a zona de laje da mesma

cobertura.

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coberturas verdes

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(a) (b) (c) (d)

(e) (f) (g) (h)

Figura 5: Evolução dos perfis verticais de temperaturas na sala de ensaios da Gulbenkian durante o DF+/DRS+ – 28 de

Janeiro de 2013: (a) Laje - zona verde; (b) Laje – lajeta; (c) Viga – zona verde; (d) Viga – lajeta e o DQ+ – 7 de Julho

de 2013: (e) Laje – zona verde; (f) Laje – lajeta; (g) Viga – zona verde; (h) Viga – lajeta.

(a). (b). (c). (d).

Figura 6: Evolução dos perfis verticais de temperaturas na cabine de som da Gulbenkian durante o DF+/DRS+ – 28 de

Janeiro de 2013: (a) laje; (b) viga e DQ+ – 7 de Julho de 2013: (c) laje; (d) viga.

A Figura 7 mostra a evolução das diferenças de temperaturas superficiais interiores (Tsi) e exteriores (Tse) com e sem

vegetação (c/ veg e s/ veg) na cobertura verde da ETAR de Alcântara durante o dia mais frio DF+, o dia de maior

radiação DRS+ e o dia de menor radiação DRS- da campanha de inverno. A situação sem vegetação corresponde à zona

com a espécie Calluna Vulgaris que não se encontrava desenvolvida durante a campanha de inverno. Por forma a

avaliar a influência da radiação, apresenta-se também na Figura 7 os valores de radiação solar incidente em plano

horizontal ao longo desses dias. Nos dias de inverno com radiação solar incidente relevante (DRS+ e DF+), verifica-se

Ambiente Exterior

Solo

Laje / Viga

Teto Falso

Ambiente Interior

T [ºC]

I

N

V

E

R

N

O

Ambiente Exterior

Solo

Laje / Viga

Teto Falso

Ambiente Interior

T [ºC]

Ambiente Exterior

Solo

Laje / Viga

Teto Falso

Ambiente Interior

T [ºC]

V

E

R

Ã

O

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coberturas verdes

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que a influência da vegetação é notória no valor das temperaturas superficiais interiores e exteriores. Quando a radiação

incidente é menor, nomeadamente em dias de céu encoberto (DRS-), os valores das temperaturas na zona com e sem

vegetação são muito semelhantes.

Figura 7: Evolução da radiação solar em plano horizontal (RS B2) e das diferenças de temperaturas superficiais

interiores (Tsi) e exteriores (Tse) com e sem vegetação (c/ veg e s/ veg) na cobertura verde da ETAR de Alcântara

durante os dias DF+ (27 Fevereiro de 2013), DRS+ (4 de Março de 2013) e DRS- (4 de Março de 2013).

As simulações energéticas foram realizadas com o programa EnergyPlus que já tem implementado um modelo de

cobertura verde Sailor [5]. A Figura 8 mostra os modelos geométricos realizados no Google SketchUp para cada um dos

casos de estudo cuja envolvente foi caracterizada termicamente de acordo com as soluções construtivas reais descritas

na Secção 2. Em particular, a Tabela 1 apresenta as características das coberturas verdes da Gulbenkian e da ETAR

adotadas no modelo de simulação. Uma descrição mais detalhada do modelo de simulação destas coberturas pode ser

encontrada em [11]. Houve o cuidado de se introduzir no ficheiro climático os dados de temperatura exterior e radiação

solar medidos experimentalmente nos períodos das campanhas experimentais.

(a) (b) (c)

Figura 8: Modelos geométricos das salas da Gulbenkian ( a) sala de ensaios b) cabine de som) e c) do auditório da

ETAR.

Tabela 1: Características da cobertura verde da Gulbenkian e da ETAR. Características da cobertura verde Gulbenkian ETAR

Planta

Altura das Plantas (m) 0,1 0,4

LAI (Índice de área de folhas) 2 4

Refletividade da folha 0,25 0,25

Emissividade da folha 0,95 0,95

Mínima Resistência Estomática (s/m) 180 180

Solo

Rugosidade Rugoso Rugoso

Espessura (m) 0,25 0,65

Condutibilidade do solo seco (W/(m.ºC)) 1 1

Massa volúmica do solo seco (kg/m3) 1500 1500

Calor especifico do solo seco (J/(kg.ºC)) 1900 1900

Absorptância térmica 0,9 0,9

Absorptância Solar 0,8 0,8

Absorptância Visível 0,8 0,8

Teor de humidade de saturação 0,3 0,3

Teor de humidade residual 0,01 0,01

Teor de humidade inicial 0,1 0,1

Método de cálculo da difusão da humidade Avançado Avançado

Rad [W/m2] T [ºC]

Hora

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coberturas verdes

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A Figura 9 apresenta, a título de exemplo, a comparação entre os resultados de temperaturas superficiais e ambiente e

fluxos de calor obtidos experimentalmente e pelo modelo de simulação durante a estação de inverno e de verão na

ETAR. Verifica-se que as temperaturas do ambiente e superficiais interiores assim como as temperaturas superficiais do

solo obtidas por simulação energética seguem a mesma tendência das registadas experimentalmente. É visível alguma

discrepância nas temperaturas superficiais do solo na estação de arrefecimento e nas horas de maior radiação solar, o

que poderá ser explicado pelos altos valores de LAI considerados na simulação que se traduzem num aumento do efeito

de sombreamento mais notório em períodos de radiação incidente mais elevada.

Os fluxos de calor obtidos experimentalmente e numericamente apresentam o mesmo andamento, sendo contudo visível

alguma discrepância nos valores de pico, nomeadamente nos dias de fim-de-semana da estação de arrefecimento, nos

quais o sistema de climatização não está ativo.

A comparação entre os valores de simulação (sim.) e obtidos experimentalmente (exp.) pode também ser realizada com

base nos parâmetros MBE (mean bias error), que se refere à média das diferenças entre os valores de simulação e

experimentais, e RMSE (root-mean-quare error) que representa o desvio médio dos valores de simulação relativamente

aos experimentais [5, 10, 12].

e

(1)

(a) (b)

Figura 9: Comparação entre os parâmetros medidos experimentalmente e os resultados da simulação do auditório da

ETAR nas campanhas de a) inverno (26 de Fevereiro a 18 de Março de 2013) e de verão (8 de Junho a 2 de Julho de

2013).

Na Tabela 2 apresentam-se os valores de MBE e RMSE da temperatura superficial exterior do solo obtidos nas

simulações efetuadas. Conclui-se que os resultados obtidos nas simulações dos casos estudados são coerentes com os

resultados de Ouldboukhitine, Belarbi e Sailor [10] e Sailor [5], obtendo-se valores de MBE inferiores aos destes autores

e valores de RMSE da mesma ordem de grandeza.

Tabela 2: Comparação dos valores de MBE e RMSE da temperatura superficial do solo obtidos nas simulações com

valores de outros estudos.

Parâmetro Ouldboukhitine, Belarbi e Sailor [10] Sailor [5] Sala de ensaios Sala de reuniões

MBE RMSE MBE RMSE MBE RMSE MBE RMSE

Tse, solo (ºC) 1 - 2,9 4,1 0,66 3,49 0,51 4,1

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5. CONCLUSÕES

Neste trabalho apresentaram-se os resultados experimentais de campanhas de monitorização de inverno e de verão em

três casos de estudo com coberturas verdes existentes em Lisboa: Fundação Calouste Gulbenkian (cabine de som e sala

de ensaios) e ETAR de Alcântara (auditório). Os resultados evidenciam a capacidade das coberturas verdes em

amortizar as variações de temperatura devido à elevada resistência e inércia térmica do solo

Os casos de estudo permitiram ainda avaliar o efeito de sombreamento da vegetação, em particular na estação de

inverno da ETAR onde existiam zonas com e sem vegetação e comparar a situação de cobertura verde com uma solução

de lajeta aplicada sob o solo, nomeadamente na sala de ensaios da Gulbenkian. Os resultados obtidos mostraram que o

efeito de sombreamento e evapotranspiração da vegetação tem uma grande influência nas temperaturas superficiais

exteriores e nas suas amplitudes térmicas diárias.

Foram ainda realizadas simulações energéticas no programa EnergyPlus que permite simular edifícios com soluções de

cobertura verde. Os resultados simulados foram próximos dos resultados medidos experimentalmente em termos de

temperaturas e fluxos de calor, o que se traduziu também em valores reduzidos de MBE e RMSE. Esta validação

experimental do modelo numérico mostrou-se fundamental para o desenvolvimento de outros estudos tal como o

trabalho [13].

6. AGRADECIMENTOS

Os autores agradecem a colaboração da Fundação Calouste Gulbenkian e da ETAR de Alcântara durante o

desenvolvimento deste trabalho.

7. REFERÊNCIAS

[1] Peck, S. W.; Callaghan, C.; Kuhn, M. E. (1999). Greenbacks from Green Roofs: Forging a New Industry in Canada,

Canada Mortgage and Housing Corporation, Canada.

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London, Greater London Authority and London Climate Change Partnership, Londres, Reino Unido.

[4] Liu, K. (2004) – Engineering performance of Rooftop Gardens through field evaluation, National Research Council,

Institute for Research in Construction, Ontario, Canada.

[5] Sailor, D.J. (2008).- A green roof model for building energy simulation programs. Energy and Buildings, 40, 1466-

1478.

[6] Sailor, D.; Elley, T.; Gibson, M. (2011) – Exploring the building energy impacts of green roof design decisions – a

modeling study of buildings in four distinct climates, Journal of Building Physics.

[7] Wong, N.; Chen, Y.; Ong, C.; Sia, A. (2003) – Investigation of thermal benefits of rooftop garden in the tropical

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[8] He, H.M., Jim, C.Y. (2010) – Simulation of thermodynamic transmission in green roof ecosystem. Ecological

Modelling (Elsevier Science, Amsterdam) 221: 2949– 2958. [13] Feng et al., (2010)

[9] Sfakiannaki, A.; Pagalou, E.; Pavlou, K.; Santamouris, M. (2009) – Theoretical and experimental analysis of the

thermal behaviour of a green roof system installed in two residential buildings in Athens, Greece, International

Journal of Energy Research, 33:1059-1069.

[10] Ouldboukhitine, S.; Belarbi, R; Sailor, D. (2014) – Experimental and numerical investigation of urban street

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[11] Silva, M. (2014). Simulação energética de coberturas verdes. MSc. Thesis, Instituto Superior Técnico,

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[13] Silva, C.M.; Gomes, M.G..; Silva, M. (2015) Desempenho energético de diferentes tipos de coberturas verdes em

Portugal. CONPAT 2015, 8-10 Setembro, Lisboa, Portugal.