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Auditoria energética e climatização com termovisores

Eficiência de Energia, Energia renovável, Gestão de energia

A primeira etapa na avaliação do consumo de energia de um edifício envolve uma auditoria energética. Isso consiste em vários testes de desempenho doméstico que identificam oportunidades para reduzir o consumo de energia. Assim que a auditoria é concluída, várias técnicas de climatização são realizadas para melhorar a eficiência energética do edifício, muitas vezes chamadas de "climatização". O termo "climatização" é comumente associado ao Programa de Assistência à Climatização do Departamento de Energia dos EUA (DOE). 

O programa oferece às famílias de baixa renda a oportunidade de reduzir as contas de energia por meio de auditorias e intempéries em suas residências. Embora o programa do DOE seja voltado para famílias de baixa renda, todos os proprietários se beneficiam da realização de uma auditoria energética e dos reparos necessários.

Perda e consumo de energia residencial

Auditoria energética e climatização com termovisores | Fluke
Figura 1. Fonte: DOE – http://www1.eere.energy.gov/consumer/tips/air_leaks.html Data de acesso: 20/04/2009

O aquecimento e resfriamento do espaço condicionado ou de estar é responsável por quase 45% do consumo de energia de uma casa típica. Os proprietários podem obter economias significativas se medidas adequadas forem tomadas para controlar o vazamento de ar indesejado, já que os vazamentos de ar estão diretamente relacionados aos custos de aquecimento e resfriamento. A Figura 1 ilustra quais áreas em uma casa representam a porcentagem de vazamento de ar. De acordo com a ENERGY STAR®, vedar e isolar as superfícies de sua casa, suas paredes externas, teto, janelas, portas e pisos, costuma ser a maneira mais econômica de melhorar a eficiência energética e o conforto.

O valor do infravermelho

Vazamentos de ar e problemas de isolamento em casas muitas vezes passam despercebidos simplesmente porque não podemos vê-los. Isto é, a menos que a geração de termografia ou infravermelho seja usado. Agora acessível, a termografia tornou-se amplamente aceita como uma ferramenta "obrigatória" para auditoria energética e climatização.

Picture-in-Picture, um modo de visualização IR-Fusion, tira o trabalho de adivinhação dos problemas de recolocação, fornecendo um quadro de referência, como nesta imagem infravermelha de um vazamento de ar no ponto em que uma parede externa encontra a fundação.

Auditores de energia e profissionais de climatização utilizam termografia porque fornecem uma maneira rápida e fácil de localizar e documentar a localização exata dos problemas. Em uma indústria onde velocidade e precisão são vitais, o infravermelho permite inspeções mais rápidas e documentação mais detalhada. Muitas ferramentas de auditoria tradicionais fornecem uma ideia geral de onde estão os problemas, mas não conseguem identificá-los.

Talvez a parte mais valiosa da inspeção infravermelha seja a capacidade de documentar e relatar descobertas. Todos os termovisores Fluke incluem IR-Fusion®; uma tecnologia que combina uma imagem infravermelha com uma imagem visual para identificação, análise e relatórios aprimorados. Ao incorporar a imagem de referência visual, os clientes e/ou empreiteiros encarregados de fazer reparos podem facilmente realocar os problemas após a conclusão de uma auditoria.

A termografia também pode ser usada para validar a eficácia de reparos e melhorias, como calafetagem, preenchimento de espaços vazios com espuma em spray e adição de isolamento por meio de uma inspeção infravermelha de acompanhamento.

Inspeções de vazamento de ar

A troca de ar controlada é necessária para a segurança dos ocupantes, mas a maioria das estruturas desperdiça energia significativa por meio de vazamento de ar excessivo e descontrolado. Os remédios para vazamentos podem ser simples, mas encontrá-los sem o uso da tecnologia de infravermelho continua sendo um desafio.

De acordo com ASTM E1186, para melhores resultados de inspeção de vazamento de ar, uma diferença de temperatura, ou Delta T, de pelo menos 3 °F de dentro para fora de uma estrutura deve existir (quanto maior a diferença, melhor). Por esse motivo, é mais fácil realizar inspeções durante períodos de calor ou frio intensos.

Figura 2.

Vazamentos de ar significativos tendem a ocorrer perto de sótãos e porões devido ao efeito chaminé. O efeito de pilha ocorre quando o ar quente subindo em uma casa cria uma área de baixa pressão nos níveis mais baixos e alta pressão perto do telhado. Essas diferenças de pressão forçam o ar quente a escapar da parte superior e o ar frio a entrar perto da parte inferior. Outras áreas comuns de vazamento de ar são destacadas na Figura 2.

As inspeções de vazamento de ar são bastante aprimoradas pelo uso de um medidor de ar comprimido. Os auditores e inspetores há muito usam portas de ventilação para medir a taxa geral de troca de ar ou a estanqueidade de uma estrutura. Os medidores de ar comprimido criam uma diferença de pressão (geralmente negativa) de dentro para fora da estrutura. Ao criar uma diferença de pressão, os vazamentos de ar são exagerados e o efeito do ar em movimento nas superfícies ao redor dos vazamentos também é exagerado. Quando usados em conjunto com medidores de ar comprimido, os termovisores detectam vazamentos de ar mais facilmente, pois há maior diferença de temperatura nas superfícies ao redor da fonte de vazamento de ar. Essa diferença de temperatura exagerada também permite que as inspeções infravermelhas ocorram com mais frequência ao longo do ano, pois a porta do soprador reduz o Delta T necessário.

Inspeções de isolamento

Problemas com isolamento que levam à perda de energia geralmente incluem condições de falta, inadequadas, assentadas e/ou úmidas. Tudo isso reduz a eficácia do isolamento e pode levar à derivação térmica e/ou de ar.

De acordo com ASTM C1060, para melhores resultados de inspeção de isolamento, uma diferença de temperatura, ou Delta T, de pelo menos -7°C de dentro para fora de uma estrutura deve existir (quanto maior a diferença, melhor).

É muito mais fácil interpretar as descobertas se o tipo de isolamento for conhecido. Saber o tipo de isolamento permite que um auditor se prepare para problemas comumente associados a certos tipos de isolamento. Por exemplo, o isolamento expandido é notório por se estabilizar com o tempo.

Isolamento embutido no sótão

Umidade

A umidade e a condensação geralmente andam de mãos dadas com os vazamentos de ar em uma estrutura, pois o ar pode fornecer um meio de transporte da umidade. A umidade, se não for remediada adequadamente, pode causar danos à construção, redução da eficácia do isolamento e mofo.

Os termovisores são ferramentas muito eficazes para identificar a umidade. A água tem uma elevada capacitância térmica, o que significa que absorve e armazena energia de forma eficiente. A capacitância térmica da água ou os efeitos do resfriamento evaporativo (geralmente uma diferença de temperatura de superfície entre -15°C e -16°C) ajudam a revelar a extensão do dano por umidade, mesmo quando a superfície parece seca ao toque. Todas as suspeitas de umidade devem ser validadas com um medidor de umidade.

Considerações e procedimentos de inspeção

  • O conhecimento dos métodos e materiais de construção é fundamental. As auditorias de infravermelho são melhor realizadas por alguém que entende como os edifícios funcionam e como são construídos.
  • Inspeções térmicas podem ser realizadas em clima quente e frio. Ao utilizar o sistema HVAC, o Delta T adequado pode ser influenciado mecanicamente. No entanto, sempre assegure a estabilização da temperatura interna desligando o HVAC pelo menos 15 minutos antes de iniciar uma inspeção.
  • Para garantir uma inspeção completa, trabalhe sistematicamente. Siga uma rota e certifique-se de examinar as paredes internas e externas. Além disso, é sempre melhor gravar anotações visíveis, de voz ou escritas apropriadas durante o processo para garantir que você tenha informações adequadas para o relatório final.
  • Os termovisores podem ser operados nos modos de escalonamento de temperatura automático ou manual. Para obter os melhores resultados e garantir que todos os problemas sejam identificados, use o modo de dimensionamento manual. Mantenha o intervalo estreito e ajuste o nível conforme necessário.
  • A carga solar e o vento são fatores ambientais que devem ser considerados. O carregamento solar ocorre quando um ou mais lados de uma estrutura são uniformemente aquecidos pelo sol, fazendo com que as diferenças de temperatura sejam mascaradas. Da mesma forma, o vento se movendo sobre uma estrutura, pode levar embora assinaturas térmicas ou criar diferenças de pressão inesperadas que podem deixar alguns problemas não detectados.
  • Sensibilidade térmica, ou NETD (dissociação de transferência de elétrons negativos), é um fator chave a se considerar ao comprar um termovisor para inspeções de edifícios. O NETD deve ser de pelo menos 0,1 °C (100 mk) a 30 °C ou melhor. Quanto mais sensível for o termovisor, mais fácil será identificar anomalias. Geradores de imagens altamente sensíveis são mais eficazes para conduzir inspeções ao longo do ano ou quando Delta T mínimo está presente.

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