Comportamento térmico de uma argamassa com PCM numa célula-de-teste

Abstract

A incorporação de PCM (Phase Change Materials) em materiais de construção possibilita melhorar o desempenho térmico desses materiais através do armazenamento de calor latente, reforçando o conforto térmico interior em edifícios por meio da estabilização da temperatura ambiente. Neste trabalho foram produzidas lajetas de uma argamassa de revestimento interior com PCM parafínico microencapsulado. Posteriormente as lajetas foram aplicadas no pavimento de uma célula-de-teste que assenta nos princípios de um sistema solar passivo de ganho directo. Esta aplicação é uma solução com capacidade de redução dos gastos energéticos em climatização. Com o desígnio de melhorar a compreensão do comportamento térmico deste material compósito, procedeu-se à realização de análises térmicas DSC e MDSC para determinação das propriedades térmicas do material. Por último, o trabalho experimental consistiu na avaliação do desempenho térmico das lajetas com PCM através de um sistema de monitorização instalado nos dois compartimentos da célula-de-teste. As medições concretizadas permitiram constatar uma redução média nos picos de temperatura máxima de 3,1ºC e um aumento dos picos de temperatura mínima de 1,2ºC. A maior redução num pico de temperatura máxima foi de 6,1ºC e o maior aumento da temperatura mínima foi 2,1ºC. Foram alcançadas ainda diferenças de temperatura média entre os compartimentos de 4,0ºC durante 8 horas, e 3,2ºC durante 10 horas.

The incorporation of PCM (Phase Change Materials) on building materials allows the improvement of thermal mass and consequent thermal performance through the latent heat of these materials, as well as the enhancement of inner temperatures stability improving thermal comfort indoors. In this work, slabs were produced based plastering mortar with microencapsulated paraffin PCM. Afterwards the slabs were applied on the floor of a test cell following the principles of a passive solar system. This application is a solution capable of reducing energy on HVAC. With the purpose of evaluating the thermal behavior of this composite material, thermal analysis of DSC e MDSC was performed to determine the thermal properties of the material. Finally, the experimental work aims to evaluating the thermal performance of PCM slabs through a monitoring system installed in two compartments of the test cell. The measurements allowed to verify a mean reduction in maximum peak temperature of 3,1°C and an increase of the peak temperature of 1,2°C. The largest reduction in maximum peak temperature was 6,1°C and higher increase of the minimum temperature was 2,1°C. Mean differences of temperature between compartments of 4,0ºC were achieved for 8 hours and 3,2°C for 10 hours.