(Dif.3 DISSERTATIVA) Projete um protótipo passivo de resfriamento para uma residência de 30 m² em clima…

Questão

(Dif.3 DISSERTATIVA) Projete um protótipo passivo de resfriamento para uma residência de 30 m² em clima tropical que reduza a necessidade de ar-condicionado. Descreva componentes (materiais, ventilação, massa térmica, superfícies refletivas), apresente os cálculos de redução de ganho térmico com justificativas e indique como usar sensores e simulação digital para validar desempenho.

✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.

Resposta esperada

Resposta-modelo: Proposta — telhado com revestimento refletivo (absortância a reduzida de 0,7 para 0,2), enchimento com isolamento L = 0,08 m (k ˜ 0,04 W·m?¹·K?¹), ventilação cruzada e piso com massa térmica. Cálculo de redução solar: potência solar incidente P_solar = G·A, com G ˜ 800 W·m?², telhado A˜30 m² ? P_inc ˜ 24 000 W; redução por refletância ?P_ref = (a_original-a_novo)·P_inc = (0,7-0,2)·24000 = 12000 W evitados instantaneamente. Condução pelo telhado sem isolamento P_cond = k·A·?T/L; com L=0,08 m, k=0,04, ?T˜10 K, P_cond ˜ (0,04·30·10)/0,08 = 150 W. Medidas de impacto: calcular energia evitada diária integrando potências ao longo de horas de sol (J = W·s). Sensores recomendados: termo-higrômetros, pirômetros, registradores de irradiância e fluxômetros térmicos conectados a microcontrolador para registro. Simulação: modelo térmico em software ou planilha com balanço Q?_solar, Q?_cond, Q?_ventilação (Q?_v = ?·c·?·?T) e armazenamento térmico; validar comparando séries temporais medidas vs. simuladas. Avaliação de sustentabilidade: estimar redução de consumo elétrico convertendo energia térmica evitada para kWh e multiplicando pelo uso médio de ar-condicionado; considerar custo-benefício dos materiais e integrá-los a sensores IoT para controle e monitoramento contínuo.

Explicação

A proposta apresenta soluções práticas e calculadas para reduzir o ganho térmico em uma residência, utilizando materiais e técnicas de resfriamento passivo. Os cálculos demonstram a eficácia das medidas, como a redução da potência solar incidente e a condução térmica, além de integrar o uso de sensores e simulações para validar o desempenho do sistema. Essa abordagem holística garante não apenas conforto térmico, mas também uma análise de sustentabilidade e viabilidade econômica.

Raio-X da questão

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