Sistema higroscópico em madeira para equilíbrio da humidade no interior dos edifícios

Abstract

O excesso de humidade em ambientes interiores é a causa para a falta de conforto higrotérmico, para problemas relacionados com a durabilidade nos materiais de construção, bem como para problemas de saúde dos ocupantes. O controlo da humidade relativa interior está bem estabelecido, com a utilização dos sistemas mecânicos de condicionamento e renovações do ar. Nos edifícios residenciais, no entanto, o uso de sistemas passivos para o controle das condições interiores tem a vantagem de reduzir o consumo de energia e de recursos, mantendo níveis adequados de conforto adaptativo. A compreensão do desempenho higroscópico dos ambientes interiores tem vindo a evoluir para a consideração da contribuição de materiais de construção. Tem sido demonstrado que as propriedades dos materiais em contato direto com o volume de ar interior (como revestimentos, mobiliário, etc.) podem ter uma influência importante na taxa de variação da humidade relativa. Esta pesquisa analisou um produto à base de madeira (painéis de partículas) na humidade relativa do ar de um ambiente fechado através da adsorção da humidade. A adsorção da humidade é geralmente apontada como uma fraqueza nos produtos de madeira. Neste caso, a capacidade de adsorver e de reter a humidade foi utilizado para identificar o potencial para a criação de um sistema passivo de equilíbrio de humidade. O objetivo principal é avaliar o efeito da humidade no sistema higroscópico e a possível contribuição do sistema na inércia higroscópica de um espaço. Os provetes de painéis de partículas foram preparados para se adaptarem suspensas em células de ensaio. A fim de avaliar as características do projeto de otimização do sistema, a relação das amostras de superfície - volume de cada provete foi modificada pelo corte digital de aberturas circulares e quadrangulares. O sistema de teste foi monitorizado através da medição da temperatura e da humidade relativa no interior das quatro células e na sala onde foram realizados os ensaios.

Excess moisture in internal environments is the cause for the lack of hygrothermal comfort, durability-related problems in building materials as well as occupant’s health issues. The control of the internal relative humidity is well established with the use of mechanical HVAC systems. In residential buildings however, the usage of passive systems for controlling internal conditions has the advantage of lowering energy and resource consumption maintaining adequate levels of adaptive comfort. The understanding of the hygroscopic performance of internal environments has been evolving to the consideration of the contribution of building materials. It has been shown that the properties of the materials in direct contact with the internal air volume (like finishes, furniture, etc.) may have an important influence in the variation rate of the relative humidity. This research analysed the effect of a wood-based product (particle board) in the relative humidity of a closed environment through hygroscopic moisture adsorption. Moisture adsorption is usually pointed out as a weakness in wooden products. In this case, the ability to adsorb and retain moisture was used to identify the potential for the design of a humidity balance passive system. The main objective is to evaluate the hygroscopic moisture buffering effect and the possible contribution of the system to a room’s hygroscopic inertia. Particle board samples were prepared to fit suspended into plastic sealed cases. In order to evaluate optimization design features of the system, the samples surface-to-volume ratio was modified by digital milling of circular and quandrangular openings. The adsorption case had a water layer on the base, while desorption was carried out in an case just containing the suspended sample. For comparison, two reference cases were used (one with water on the base) with no samples. The test system was monitored by the measurement of temperature and relative humidity inside the four cases and in the room where the tests were performed