Descreva um projeto de protótipo passivo de aquecimento para uma escola em clima frio, incluindo: escolha de…

Questão

Descreva um projeto de protótipo passivo de aquecimento para uma escola em clima frio, incluindo: escolha de materiais, cálculo simplificado de ganhos e perdas térmicas (com fórmulas e valores), uso de sensores e ferramentas digitais para estimativas, e critérios de avaliação de sustentabilidade e eficiência. Explique como validações experimentais e ajustes iterativos serão realizados.

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

Resposta esperada

Proposta resumida: 1) Materiais e conceito: parede sul com coletor solar passivo (vidro simples), massa térmica interna (tanque de água ou piso de concreto), isolamento nas paredes não coletoras (k baixo). 2) Cálculos simplificados: estimar ganhos solares Q_gain = G·A_col·? (G irradiância média local, A_col área do coletor, ? eficiência estimada); estimar perdas Q_loss = U·A_env·(T_int - T_ext) onde U é coeficiente global (W·m?2·K?1) ou usar P_loss = h·A·?T para convecção; prever ?T ˜ (Q_gain - Q_loss)·t/(m·c) para massa térmica. Inserir valores reais da localidade e calcular exemplo numérico. 3) Ferramentas digitais: usar planilhas para balanço energético, sensores de temperatura e registradores de dados (data logger), software simples de simulação térmica para validar predições. 4) Critérios de sustentabilidade: redução do consumo de energia elétrica para aquecimento, uso de materiais locais/recicláveis, custo-benefício e durabilidade. 5) Validação experimental: montar protótipo em pequena escala, medir T_in e T_out, irradiância e fluxo de calor; comparar dados medidos com estimativas; ajustar área do coletor, espessura do isolamento ou massa térmica conforme discrepâncias; iterar até atingir metas de eficiência e conforto. 6) Indicadores de sucesso: aumento médio diário de temperatura interno (K), horas de conforto térmico, energia elétrica economizada (kWh/mês) e análise de custo evitado. Integrar sensores e indicadores digitais para acompanhamento contínuo e documentação das melhorias.

Explicação

A proposta apresenta uma abordagem integrada que considera materiais adequados e cálculos de ganhos e perdas térmicas, fundamentais para a eficiência do sistema. A inclusão de ferramentas digitais para monitoramento e simulação, bem como critérios de sustentabilidade, demonstra um compromisso com a viabilidade e a responsabilidade ambiental do projeto. A validação experimental e ajustes iterativos garantem que o protótipo atenda às necessidades reais da escola, promovendo conforto térmico e eficiência energética.

Raio-X da questão

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