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Influence of green walls on the thermal performance of social housing
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Keywords

Green walls
Computer simulation
Heat and humidity
Thermal performance
EnergyPlus

How to Cite

SOUSA, Luana Resende de; SOUZA, Henor Artur de; GOMES, Adriano Pinto. Influence of green walls on the thermal performance of social housing. PARC Pesquisa em Arquitetura e Construção, Campinas, SP, v. 11, p. e020029, 2020. DOI: 10.20396/parc.v11i0.8658167. Disponível em: https://periodicos.sbu.unicamp.br/ojs/index.php/parc/article/view/8658167. Acesso em: 17 jul. 2024.

Abstract

Although the benefits of vegetation are widely known, its use as a facade element remains a very incipient practice. This strategy has become popular due to the promise of improvement on the thermal performance of buildings, in addition to representing an alternative for expanding biodiversity in the urban environment. This paper investigates the influence of green walls, within the Brazilian climate context, on the thermal performance of social housing buildings. The methodology consists of the simulation of the thermal and energy behavior of a multifamily housing building. The simulation is performed with the EnergyPlus® program, including the HAMT model, that takes into account the moisture transfer process through the envelope for three bioclimatic zones provided by the Brazilian standard NBR 15520-2005: extreme winter climate (ZB1), extreme summer climate (ZB8), and a climate considered as the intermediary (ZB3). The results obtained demonstrate a difference in the environments' indoor temperature caused by the two facade arrangements: with and without vegetation. The green wall's use provided a reduction in the indoor temperature of up to 2.8 °C in summer and an increase of up to 1.4 °C in winter. The facade's vegetation worked as a layer of thermal insulation, helping to keep the indoor temperature lower during the day and mild during the night. Therefore, green walls can represent a sustainable and low-cost solution to be implemented in buildings, aiming to improve their thermal performance.

https://doi.org/10.20396/parc.v11i0.8658167
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References

ABNT - ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 15.220: Desempenho térmico de edificações – 5 Partes. Rio de Janeiro, 2005. 92 p.

ABNT - ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 15.575: Edifícios habitacionais – Desempenho. Rio de Janeiro, 2013. 381 p.

BARBOSA, M. C.; FONTES, M. S. G. de C. Jardins verticais: modelos e técnicas. PARC Pesquisa em Arquitetura e Construção, Campinas, SP, v. 7, n. 2, p. 114-124, jun. 2016. ISSN 1980-6809. Disponível em: http://periodicos.sbu.unicamp.br/ojs/index.php/ parc/article/view/8646304. Acesso em: 02 abr. 2019. DOI: https://doi.org/10.20396/parc.v7i2.8646304.

BESIR, A. B.; CUCE, E. Green roofs and green facades: a comprehensive review. Renewable and Sustainable Energy Reviews, v. 82, p. 915-939, 2018. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.rser. 2017.09.106.

BRASIL. Lei 11.977, de 07 de julho de 2009. Dispõe sobre o Programa Minha Casa, Minha Vida. Diário Oficial da União, Brasília- DF.

BRÍGITTE, G. T. N. Integração de Desempenho na Avaliação de Projeto: modelo de informação e simulação computacional na etapa de concepção. Campinas, 2013. 225 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) – Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo, Universidade Estadual de Campinas, Campinas, 2013.

CAETANO, F. D. N. Influência dos muros vivos sobre o desempenho térmico de edifícios. 2014. 117 f. Dissertação (Mestrado em Arquitetura, Tecnologia e Cidade) – Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo, UNICAMP, Campinas, 2014.

CANTUÁRIA, G. A. C. Microclimatic impact of vegetation on building surfaces. Dissertation (Master’s Degree) – Environment and Energy Studies Programme. A. A. School of Architecture, London, 1995.

COSTA, C. S. Jardins verticais – uma oportunidade para nossas cidades? Vitruvius, Jun. 2011. Disponível em: http://www.vitruvius.com.br/revistas/read/arquitextos/12.133/3941. Acesso em: 4 mai. 2019.

CUCE, E. Thermal regulation impact of green walls: an experimental and numerical investigation. Applied Energy, v. 194, p. 247–254, 2016.

DAHANAYAKE, K. C.; CHOW, C. L. Comparing reduction of building cooling load through green roofs and green walls by EnergyPlus simulations. Building Simulation, v. 11, n. 3, p. 421-434, 2018.

DOE – U.S. DEPARTMENT OF ENERGY. EnergyPlus Version 9.0.1. Documentation: Engineering Reference. 2019.

EUMORFOPOLOU, E. A.; KONTOLEON, K. J. Experimental approach to the contribution of plant-covered walls to the thermal behaviour of building envelopes. Building and Environment, v. 44, n. 5, p. 1024-1038, 2009. DOI: https://doi.org/10.1016/j.buildenv. 2008.07.004.

GARRIDO, L. de. Sustainable architecture green in green. Edição Bilingual. Barcelona: Monsa, 2012.

HUNTER, A. M.; WILLIAMS, S. G. N.; RAYNER, J. P.; AYE, L.; HES, D.; LIVESLEY, S. J. Quantifying the thermal performance of green façades: a critical review. Ecological Engeneering, v. 63, p. 102-113, 2014. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.ecoleng.2013.12.021.

KÖHLER, M. Green Façades: a view back and some visions. Urban Ecosystems, London, v. 11, n. 4, p. 423-236. Spring Science + Business Media: 2008. ISSN 1573-1642. DOI: https://doi.org/10.1007/s11252-008-0063-x.

KONTOLEON, K. J.; EUMORFOPOULOU, E. A. The effect of the orientation and proportion of a plant- covered wall layer on the thermal performance of a building zone. Building and Environment, Elsevier, vol. 45, p. 1287-1303, 2010.

KOYAMA, T.; YOSHINAGA, M.; HAYASHI, H.; MAEDA, K.; YAMAUCHI, A. Identification of key plant traits contributing to the cooling effects of green façades using freestanding walls. Building and Environment, v. 66, p. 96-103, 2013. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.buildenv.2013.04.020.

MANSO, M.; CASTRO-GOMES, J. Green wall systems: A review of their characteristics. Renewable and Sustainable Energy Reviews, v. 41, p. 863-871, 2015. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.rser.2014.07.203.

MATHEUS, C.; CAETANO, F. D. N.; MORELLI, D. D. de O.; LABAKI, L. C. Desempenho térmico de envoltórias vegetadas em edificações no sudeste brasileiro. Ambiente Construído, Porto Alegre, RS, v. 16, n. 1, p. 71-81, jan./mar. 2016. ISSN 1678-8621 Associação Nacional de Tecnologia do Ambiente Construído.

DOI: http://dx.doi.org/10.1590/s167886212016000100061.

MONTANARI, K. B.; LABAKI, L. C. Comportamento térmico de ambientes internos sob a influência de envoltórias verdes. PARC Pesquisa em Arquitetura e Construção, Campinas, SP, v. 8, n. 3, p. 181-193, set. 2017. ISSN 1980-6809. Disponível em: https://periodicos.sbu. unicamp.br/ojs/index.php/parc/article/view/8650241/17579. Acesso em: 07 abr. 2019. DOI: https://doi.org/10.20396/parc.v8i3.8650241.

MORELLI, D. D. de O. Desempenho de paredes verdes como estratégia bioclimática. 2016. 161 f. Tese (Doutorado em Arquitetura, Tecnologia e Cidade) – Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo, UNICAMP, Campinas, SP, 2016.

MORELLI, D. D. de O.; LABAKI, L. C. Paredes verdes: estudo experimental sobre seus efeitos no espaço construído. In: ENCONTRO NACIONAL DE CONFORTO NO AMBIENTE CONSTRUÍDO E ENCONTRO LATINO AMERICANO DE CONFORTO NO AMBIENTE CONSTRUÍDO, 2013, Brasília. Anais [...]. Brasília: ENCAC/ELACAC, 2013. p. 1098-1107.

MUÑOZ, L. S.; CRUCIOL BARBOSA, M.; FONTES, M. S. G. de C; FARIA, J. R. G. Desempenho térmico de jardins verticais de tipologia fachada verde. PARC Pesquisa em Arquitetura e Construção, Campinas, SP, v. 10, p. e019013, mar. 2019. ISSN 1980-6809. Disponível em: https://periodicos.sbu.unicamp.br/ojs/index.php/parc/article/view/86 52775. Acesso em: 27 mar. 2019. DOI: https://doi.org/10.20396/parc.v10i0.8652775.

OTTELÉ, M. et al. Comparative life cycle analysis for green façades and living wall systems. Energy and Buildings, v. 43, n. 12, p. 3419-3429, dez. 2011.

OTELLÉ, M.; PERINI, K. Comparative experimental approach to investigate the thermal behavior of vertical greened façades of buildings. Ecological Engineering, v. 108, p. 152-161, 2017. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.rser.2014.07.055.

PÉREZ, G.; COMA, J.; SOL, S.; CABEZA, L. F. Green Facade for energy savings in buildings: the influence of leaf area index and façade orientation on the shadow effect. Applied Energy, v. 187, p. 424-437, 2017. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.apenergy.2016.11.055.

PÉREZ, G.; RINCÓN, L.; VILA, A.; GONZÁLEZ, J. M.; CABEZA, L. F. Behaviour of green facades in Mediterranean Continental climate. Energy Conservation and Management, v. 52, n. 4, p. 1861-1867, 2011.

DOI: https://doi.org/10.1016/j.enconman.2010.11.008.

PERINI, K.; OTTELÉ, M.; FRAAIJ, A. L. A.; HAAS, E. M.; RAITERI, R. Vertical greening systems and the effect on air flow and temperature on the building envelope. Building and Environment, v. 46, p. 2287-2294, 2011.

DOI: https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2011.05.009.

PERINI, K.; OTTELÉ, M.; HAAS, E. M.; RAITERI, R. Vertical greening systems, a process tree for green façades and living walls. Urban Ecosystems, v. 16, n. 2, p. 265-277, 2013. DOI: https://doi.org/10.1007/s11252-012-0262-3.

SÃO PAULO (Estado). Decreto nº 55.994, de 10 de março de 2015. Introduz alterações no artigo 4º do Decreto nº 53.889, de 08 de maio de 2013, que regulamenta o termo de compromisso ambiental -TCA. Diário Oficial, São Paulo, SP, 11 de mar. de 2015.

SCHERER, M. J. Cortinas Verdes na arquitetura: desempenho no controle solar e na eficiência energética de edificações. 2014. 187 f. Tese (Doutorado em Arquitetura) – Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre, RS, 2014.

SCHERER, M. J.; ALVES; T. S.; REDIN, J. Envoltórias vegetadas aplicadas nas edificações: benefícios e técnicas. Revista de Arquitetura IMED, Passo Fundo, vol. 7, n. 1, p. 84-101, Jan.-Jun., 2018 - ISSN 2318-110.

DOI: https://doi.org/10.18256/2318-1109.2018.v7i1.2693.

SUSOROVA, I. Green facades and living walls: vertical vegetation as a construction material to reduce building cooling loads. In: PACHECO-TORGAL, F; LABRINHA, J. A.; CABEZA, L. F.; GRANQVIST, C.-G. (Org.). Eco-efficient materials for mitigating building cooling needs. Chicago: Elsevier, 2015. p.127-153.

DOI: http://dx.doi.org/10.1016/B978-1-78242380-5.00005-4.

VALESAN, M. Percepção ambiental de moradores de edificações com pele-verde em Porto Alegre. 2009. 180 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) – Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Escola de Engenharia, Porto Alegre, RS, 2009.

VALESAN, M.; FREDRIZZI, B.; SATTLER, M. A. Vantagens e desvantagens da utilização de peles-verdes em edificações residenciais em Porto Alegre segundo seus moradores. Ambiente Construído, Porto Alegre, v. 10, n. 3, p. 55-76, jul./set. 2010. ISSN 1678-8621.

WONG, I.; BALDWIN, A. N. Investigating the potential of applying vertical green walls to high-rise residential buildings for energy-saving in sub-tropical region. Building and Environment, v. 97, p. 34-39, 2016.

DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.buildenv.2015.11.028.

WONG, N. H.; TAN, A. Y. K.; CHEN, Y.; SEKAR, K.; TAN, P. Y.; CHAN, D.; CHIANG, K.; WONG, N. C. Thermal evaluation of vertical greenery systems for building walls. Building and Environment, v. 45, n. 3, p. 663-672, 2010.

DOI: https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2009.08.005.

WUFI. Release of WUFI 6.3.2. Disponível em: https://wufi.de/en/2019/04/16/release-wufi-pro-6-32/. Acesso em: 06 de ago. 2019.

YANG, F.; YUAN, F.; QIAN, F.; ZHUANG, Z.; YAO, J. Summertime thermal and energy performance of a double-skin green façade: a case study in Shanghai. Sustainable Cities and Society, v. 39, p. 43–51, 2018.

DOI: https://doi.org/10.1016/j.scs.2018.01.049.

YOSHIMI, J.; ALTAN, H. Thermal simulations on the effects of vegetated walls on indoor building enviroments. Proceedings of Building Simulation 2011: 12th Conference of International Building Performance Simulation Association, Sydney, 14-16 November.

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