Comportamento térmico de argamassas com incorporação de Materiais de Mudança de Fase (PCM) no clima português

Abstract

Atualmente, os elevados consumos energéticos constituem uma das maiores preocupações da sociedade e da comunidade científica. A União Europeia definiu várias estratégias para atenuar este problema até 2020, passando pela redução das emissões de CO2, redução do consumo de energia primária e aumento do consumo de energia proveniente de fontes renováveis. O sector da construção é responsável por elevados consumos energéticos durante a fase de construção e utilização dos edifícios. Assim, torna-se importante utilizar soluções construtivas funcionais, que minimizem os consumos energéticos nos edifícios. A incorporação de materiais de mudança de fase (PCM) em materiais de construção permite a regulação da temperatura no interior dos edifícios com recurso à sua capacidade de armazenamento e libertação de energia. Desta forma, o principal objetivo deste estudo consistiu na caracterização do desempenho térmico de argamassas com incorporação de microcápsulas de PCM e comparação com argamassas de referência (0% PCM). Para tal, foram desenvolvidas 8 composições distintas, à base de diferentes ligantes, sendo estes a cal aérea, cal hidráulica, cimento e gesso. Para cada ligante foi desenvolvida uma composição de referência (0% PCM) e uma composição com incorporação de 40% de PCM, em substituição da massa de agregado. As propriedades avaliadas foram a trabalhabilidade, microestrutura, comportamento mecânico e desempenho térmico. Foi possível observar que a utilização de microcápsulas de PCM em argamassas contribui para uma melhoria da eficiência energética dos edifícios, através da diminuição das temperaturas extremas, do desfasamento temporal das temperaturas extremas e da diminuição das necessidades de climatização dos edifícios.

Nowadays, the high energetic consumption is one of the biggest concerns of the modern society and scientific community. The European Union defined strategies for 2020 in order to reduce this problem, through the decrease of CO2 emissions, decrease the primary energy consumption and increase the energy consumption from renewable sources. The construction sector is responsible for high energetic consumptions during the production and utilization of buildings. Thus, it becomes important to use constructive solutions that allow minimize the energy consumption in buildings. The incorporation of phase change materials (PCM) in construction materials allows regulate the temperature inside the buildings, due to their capability of storage and release energy. The main objective of this study was to characterize the thermal performance of mortars with incorporation of PCM microcapsules. It were developed 8 different compositions based in different binders. The studied binders were aerial lime, hydraulic lime, cement and gypsum. For each binder a reference mortar (0% PCM) and a mortar with incorporation of 40% of PCM were developed. It was evaluated properties such as workability, microstructure, mechanical and thermal performance. It was possible to observe that the in-corporation of PCM microcapsules in mortars effectively contributes to improving the energy efficiency of buildings, through the decrease of extreme temperatures, lag time delay of extreme temperatures and decrease of climatization needs of the buildings.