Análise do desempenho térmico de casas modulares pré-fabricadas

Abstract

A origem das casas pré-fabricadas remonta ao século XIX: o ano 1833 é considerado o ano do nascimento das estruturas pré-fabricadas, tendo surgido na Grã-Bretanha a Portable Colonial Cottage for Emigrants, habitação destinada aos emigrantes na Austrália. A evolução destes modelos até às atuais casas modulares, decorreu essencialmente nos Estados Unidos da América e na Europa, em países com climas temperados, existindo diversos modelos construtivos adequados a essas regiões. As casas modelares podem ser uma solução sustentável e inovadora para o alojamento de famílias, em países emergentes, situados no continente Africano, onde predomina o clima tropical. No entanto, a introdução de casas pré-fabricadas modulares nessas regiões, implica a sua adequação em termos construtivos com vista à obtenção do conforto térmico necessário para dar resposta às exigências dos climas mais quentes e húmidos. O objetivo deste trabalho é adaptar uma casa modular habitacional de pequenas dimensões, de preferência com estratégias passivas, ao clima tropical tendo-se tomado Dakar no Senegal como referência), otimizando o conforto térmico de um modelo básico utilizando o software DesignBuilder como ferramenta de análise. Conclui-se que o bom desempenho térmico e energético do pequeno edifício é muito favorecido pelo aumento da inércia dos elementos construtivos, situação que é incompatível com o tipo de construção modular que, pelas suas características, implica a utilização de materiais leves e portanto com inércia baixa. Assim, o melhor modelo alcançado neste estudo apresenta uma inércia térmica média e inclui materiais de mudança de fase (PCM) nos seus elementos construtivos e segue uma estratégia de ventilação mista (natural apoiada por sistemas mecânicos quando necessário)

The origin of prefabricated houses dates back to the nineteenth century: 1833 is considered the birth year of prefabricated houses, having emerged in Britain "Portable Colonial Cottage for Emigrants", aimed to housing emigrants in Australia. The evolution of these models to the current modular homes, took place mainly in the United States and Europe, in countries with temperate climates, and there are many models adapted to these regions. The houses can be an exemplary sustainable and innovative solution for housing families in emerging countries, situated in Africa, where the tropical climate prevails. However, the introduction of prefabricated modular homes in these regions implies their suitability in terms of construction in order to obtain the thermal comfort needed to meet the demands of the hot and humid climates. The objective of this work is adapting a small modular house, mainly with passive strategies, to a tropical climate (Dakar in Senegal was taken as the reference clima), optimizing the thermal comfort of a basic model with the support of DesignBuilder software. It was concluded that the thermal performance and energy consumption of the considered small building is much favored by the increased inertia of the building elements, a situation that is incompatible with the type of modular construction which, by its nature, involves the use of lightweight materials and therefore with low inertia. Thus, the best model achieved in this study has a medium thermal inertia, includes phase change materials (PCM) in its constructive elements and a mix mode ventilation strategy (natural ventilation supported by mechanical means if required).