Dissertação

{pt_PT=Natural ventilation in services buildings – a computational study} {} EVALUATED

{pt=Foi realizada uma análise numérica do escoamento de convecção dentro de um compartimento. O modelo é uma simplificação bidimensional de um modelo de escala reduzida, utilizado para investigar a eficiência de técnicas de arrefecimento e ventilação natural na redução do consumo de energia. A técnica escolhida é a ventilação noturna, que permite a entrada de ar fresco e consequentemente o arrefecimento da massa térmica do edificio, diminuindo e atrasando o pico de temperaturas tanto no ar como nas paredes. Para tal, o uso do espaço entre a laje e o teto falso surge como uma solução inovadora com o propósito de aumentar a transferência de calor entre o espaço que necessita de ser arrefecido e os elementos estruturais da sala. Foi utilizado um código comercial para prever a distribuição de temperaturas e velocidade. Numa primeira fase foi feito um estudo de sensibilidade de forma a analisar a influência da mallha, intervalo de tempo e aproximações, nomeadamente na forma como o termo de impulsão é tratado, na precisão dos resultados. Posteriormente, o modelo de radiação S2S e a modelação fisíca das paredes no domínio compuaticonal foram testados de forma a analisar a sua influência nos resultados. Os resultados mostram a necessidade do uso de intervalos de tempo reduzidos para obter convergência no escoamento de convecção natural inicial. Concluiu-se ainda que a adição de paredes ao dominío computacional leva a menores temperatura. Foi possível observar a eficiência do uso de ventilação noturna na redução do pico de temperatura do dia seguinte. , en=A numerical investigation of the convective flow in an enclosure was performed. The model is a two-dimensional simplification of a reduced scale model used to investigate the efficiency of natural ventilation and cooling techniques on reducing energy consumption in a building. Night ventilation is used to accomplish that goal since it allows the cold air to cool the building thermal mass reducing and delaying air and wall temperature peaks. As such an innovative solution focus on the use of the plenum, space between the slab and the suspending ceiling, is studied with the purpose of increasing the heat exchange between structural elements of the building and the zone that needs to be cooled. A commercial code was used to predict the temperatures distribution as well as the flow field inside the enclosure. In a first stage a sensitivity study was performed to investigate the influence of mesh, time step and modeling choices on the accuracy of the results. Subsequently, the use of the surface-to-surface radiation model and real model walls was tested to analyze the influence on the overall problem. The results show the need of using very small-time steps to obtain convergence of the initial natural convection flow. It was also found that the modeling of the walls in the numerical model reduces the temperatures in the domain. The results also show the effective use of night ventilation on reducing the next day temperature pick. }
{pt=MFC, Ventilação Natural, Redução de energia em edifícios, Ventilação Noturna, Teto Falso, Compartimento 2D, en=CFD, Natural Ventilation, Energy economization in buildings, Night Ventilation, Suspended Ceiling, 2D Enclosure}

Junho 18, 2018, 18:0

Orientação

ORIENTADOR

João Carlos Godinho Viegas

Laboratório Nacional de Engenharia Civil (LNEC)

Investigador Principal

ORIENTADOR

Pedro Jorge Martins Coelho

Departamento de Engenharia Mecânica (DEM)

Professor Catedrático