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Tipo: Tese
Título: A Influência de Materiais de Mudança de Fase no Desempenho Térmico de Edificações em Clima Tropical
Autor(es): Tassio Luiz dos Santos
Primeiro orientador: Diogo Duarte dos Reis
Resumo: No Brasil, 50,8% da energia elétrica é consumida por edificações, sendo aproximadamente um terço desse total direcionado ao atendimento do conforto térmico. Nesse contexto, o desempenho térmico das edificações desempenha um papel crucial na eficiência energética, e o desenvolvimento de tecnologias para aprimorar a eficiência das envoltórias pode contribuir significativamente para a redução do consumo energético. Entre essas tecnologias, destacam-se os materiais de mudança de fase (PCM – Phase Change Materials), que, quando incorporados a uma das camadas da envoltória, possuem a capacidade de armazenar energia térmica e melhorar o desempenho energético das edificações. Já consolidados como solução eficiente em climas frios, os PCM apresentam elevado potencial para aplicação em edificações situadas em climas tropicais. Este trabalho tem como objetivo analisar o desempenho térmico e energético do PCM em regiões de clima tropical no hemisfério sul, com foco no Brasil, considerando o comportamento do material em diferentes sistemas construtivos. A metodologia adotada consistiu na simulação computacional de edificações por meio do programa EnergyPlus™, considerando uma única geometria e variando o sistema construtivo, o tipo de ventilação, a temperatura de fusão do PCM e sua espessura, para as 27 unidades federativas do Brasil. Os resultados, analisados separadamente para cada tipo de ventilação, evidenciaram que os PCM podem reduzir de forma significativa a demanda por resfriamento e aquecimento. Observou-se um comportamento mais variável nas regiões mais quentes, enquanto nas regiões mais frias a influência dos PCM mostrou-se mais constante. Esses achados demonstram a viabilidade de desenvolver e adaptar essa tecnologia às diferentes condições climáticas do Brasil.
Abstract: In Brazil, 50.8% of electricity consumption is attributed to buildings, with approximately one-third of this total directed toward ensuring thermal comfort. In this context, the thermal performance of buildings plays a crucial role in energy efficiency, and the development of technologies to enhance the performance of building envelopes can significantly contribute to reducing energy consumption. Among these technologies, phase change materials (PCM) stand out due to their ability to store thermal energy and improve the energy performance of buildings when incorporated into one of the envelope layers. Although already established as an effective solution in cold climates, PCM show strong potential for application in buildings located in tropical climates. This study aims to analyze the thermal and energy performance of PCM in tropical regions of the Southern Hemisphere, focusing on Brazil, by considering the material’s behavior across different construction systems. The adopted methodology involved computational simulations using the EnergyPlus™ software, considering a single building geometry while varying the construction system, ventilation type, PCM melting temperature, and its thickness, across the 27 Brazilian states. The results, analyzed separately according to the type of ventilation, demonstrated that PCM can significantly reduce cooling and heating demand. A more variable behavior was observed in warmer regions, while in colder regions, the influence of PCM proved to be more consistent. These findings highlight the feasibility of developing and adapting this technology to the diverse climatic conditions across Brazil.
Palavras-chave: Desempenho Térmico
Eficiência Energética
PCM
EnergyPlus
Edificações.
País: Brasil
Editor: Fundação Universidade Federal de Mato Grosso do Sul
Sigla da Instituição: UFMS
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: https://repositorio.ufms.br/handle/123456789/11864
Data do documento: 2025
Aparece nas coleções:Programa de Pós-Graduação em Ciência dos Materiais

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