A INFLUENCIA DAS ILHAS DE CARLOR URBANO NA CLIMATIZAÇÃO DE EDIFICAÇÕES

INTRODUÇÃO: As ilhas de calor urbano intensificam a demanda por sistemas de climatização, elevando simultaneamente o consumo de energia elétrica e a rejeição de calor ao ambiente externo. Esse processo estabelece um ciclo de retroalimentação que contribui para o agravamento das temperaturas urbanas e para a redução da eficiência energética das edificações. Nesse contexto, esta pesquisa está inserida no projeto A Importância da Eficiência Energética em Edificações para Mitigação de Riscos Relacionados a Problemas de Ilhas de Calor Urbano, desenvolvido pela PUCPR em parceria com a ENBPar e vinculado à participação brasileira no Anexo 97 da Agência Internacional de Energia (IEA-EBC). OBJETIVOS: Avaliar a influência do aumento da temperatura externa sobre o desempenho energético de sistemas de climatização por expansão direta por meio de simulações computacionais, analisando o consumo de energia, a eficiência energética e o calor rejeitado pelos equipamentos. Adicionalmente, investigar o potencial da utilização de técnicas de visão computacional para implementação de estratégias de controle HVAC baseadas na ocupação dos ambientes. MATERIAIS E MÉTODO: Inicialmente foi realizada uma revisão bibliográfica sobre psicrometria, desempenho energético de sistemas HVAC, microclima urbano e estratégias de controle inteligente baseadas em ocupação. Em seguida, foram implementados modelos empíricos de condicionadores de ar desenvolvidos por Cheren (2003) e por Pizzato, Nascimento e Mendes (2024), permitindo calcular curvas de desempenho em diferentes condições climáticas. Os modelos foram incorporados ao software Domus para realização de simulações energéticas, possibilitando comparar o consumo anual de energia e o calor rejeitado por diferentes sistemas HVAC. Paralelamente, foi desenvolvida uma prova de conceito utilizando visão computacional com redes neurais convolucionais para detecção de ocupação em ambientes internos, visando futuras estratégias de controle inteligente. RESULTADOS: Os resultados confirmaram que o aumento da temperatura externa reduz a eficiência energética e a capacidade de refrigeração dos sistemas HVAC. As simulações no software Domus mostraram que os modelos baseados em Cheren (2003) e Pizzato et al. (2024) apresentaram redução aproximada de 60% no consumo anual de energia em comparação com um cenário de referência considerado ineficiente, além de menor quantidade de calor rejeitado ao ambiente externo. Observou-se ainda que as diferenças entre os modelos analisados foram relativamente pequenas quando submetidos às mesmas condições de carga térmica da edificação. Como etapa complementar, foi implementada uma prova de conceito para detecção automática da ocupação por meio de visão computacional, visando subsidiar futuras estratégias de controle adaptativo dos sistemas HVAC. CONSIDERAÇÕES FINAIS: Temperaturas elevadas resultam em queda da eficiência e a co-simulações com Domus podem quantificar este impacto de modo mais precisa. Ressalta-se que esses resultados se referem aos primeiros meses do projeto em andamento, o qual tem duração prevista de 24 meses e término estimado para 2027.

PALAVRAS-CHAVE: Microclima urbano; HVAC; Eficiência energética; Visão computacional; Ilhas de calor urbano.