O Status of Last Calculation consiste num resumo dos resultados obtidos que permite efectuar uma apreciação inicial sobre a simulação e verificar a qualidade da malha numérica adoptada.
Os pontos que este quadro resumo aborda são os seguintes: o teor de água por camada (i.e. Water
Content: “Name of the material”) e o teor de água para o elemento construtivo (i.e. Total Water Content); o fluxo de calor30 e o fluxo de humidade30 (i.e. Time Integral of fluxes); o estado da simulação (i.e. Status of Calculation); e a verificação da qualidade da malha numérica adoptada (i.e. Check for
numerical quality).
O valor do fluxo de calor ou do fluxo de humidade pode ser negativo ou positivo. No clima interior um valor negativo implica que o fluxo ocorre no sentido do elemento construtivo e um valor positivo no
sentido do meio ambiente. No clima exterior um valor negativo implica que o fluxo ocorre no sentido do meio ambiente e um valor positivo no sentido do elemento construtivo.
A qualidade de uma malha numérica é verificada pelo número de falhas de convergência, que deve ser nulo ou de valor reduzido, e pela diferença dos valores entre o Balance 1 e o Balance 2, que também deve ser nula ou de valor reduzido.
3.3.1.1. Teor de água
Em relação ao teor de água são apresentados dois tipos de valor: o teor de água por camada, número de valores igual ao número de camadas, e o teor de água do elemento construtivo. Para ambos os tipos de teor de água o programa apresenta: o valor de teor de água que corresponde ao início e ao fim da simulação; o valor de teor de água mínimo e o valor máximo atingidos ao longo do período de simulação. Estes valores permitem efectuar avaliações iniciais em relação ao comportamento higrotérmico do elemento construtivo simulado (e.g. se ocorre secagem ou acumulação de água no elemento construtivo).
O valor do teor de água do elemento construtivo é obtido através do somatório do produto entre o valor de teor de água médio por camada e a respectiva espessura da camada. Por esta razão, enquanto os valores de teor de água por camada são apresentados em kg/m3, os valores de teor de água do elemento
construtivo são apresentados em kg/m2.
3.3.1.2. Fluxos de calor e humidade para o período de cálculo
No Time Integral of fluxes são apresentados os seguintes valores: os fluxos de calor referentes a ambas as superfícies do elemento construtivo; a intensidade das fontes de calor adoptadas no interior do elemento construtivo; os fluxos de humidade referentes a ambas as superfícies do elemento construtivo; e a intensidade das fontes de humidade adoptadas no interior do elemento construtivo.
Os valores dos fluxos de calor e das fontes de calor são apresentados em MJ/m2, e os valores dos fluxos
de humidade e das fontes de humidade são apresentados em kg/m2.
3.3.1.3. Estado da simulação
No estado da simulação são apresentadas as seguintes informações: a data e a hora a que a simulação foi iniciada; o intervalo de tempo que o WUFI® demorou a efectuar a simulação; o número de falhas de
convergência (i.e. No. of Convergence Failures); e o número de falhas de absorção de água da chuva (i.e. No. of Rain Absorption Failures).
3.3.1.3.1. Número de falhas de convergência
O programa de cálculo WUFI® recorre a um processo iterativo para calcular o transporte simultâneo de
calor e de humidade. No entanto, existem casos em que a convergência é de tal forma lenta que o número máximo de iterações é atingido antes da solução real31[41].
O procedimento do programa é comparar o valor da solução obtido após o fim das iterações com o valor do critério de finalização: caso o valor seja inferior ao critério de finalização o programa aceita o resultado e prossegue com os cálculos; caso o valor seja superior ao critério de finalização o programa aceita o resultado mas aumenta o número de falhas de convergência e prossegue com os cálculos. O número de falhas de convergência permite aferir a qualidade da simulação efectuada. Contudo, uma vez que este parâmetro não apresenta a diferença entre os valores não é possível averiguar a amplitude
do erro. Por esta razão pode acontecer que a diferença entre os valores seja mínima, e consequentemente a falha de convergência seja irrelevante.
O desenvolvimento de instabilidade numérica promove um afastamento gradual dos resultados obtidos em relação à solução real, ou seja, resulta numa aproximação de pouca qualidade da solução do transporte simultâneo de calor e de humidade. É possível identificar a ocorrência de instabilidade numérica quando ocorre o aparecimento ou desaparecimento de água no interior do elemento construtivo sem que as condições dos climas fronteira o promovam [41].
De acordo com Schmidt [41] um número reduzido de falhas de convergência ao longo do período de cálculo não é preocupante (e.g. para um ano de período de cálculo uma ou duas falhas de convergência). No entanto, um valor bastante superior pode ser indicador de instabilidade numérica (e.g. para um ano de período de cálculo cinquenta falhas de convergência).
3.3.1.3.2. Número de falhas de absorção de água da chuva
O programa de cálculo WUFI® também recorre a um método iterativo para calcular a quantidade de
água absorvida pela superfície exterior proveniente da chuva incidente, uma vez que existe a possibilidade da quantidade de água disponível ser menor que a quantidade de água que o elemento construtivo absorve durante o time step [41].
O procedimento em relação à absorção de água do programa é o seguinte: em primeiro lugar é efectuado um teste em que se fornece uma quantidade ilimitada de água à superfície do elemento construtivo e é registada a quantidade de água absorvida. Este passo é efectuado em cada time step. Em seguida compara-se esse valor com a quantidade água que corresponde ao ficheiro climático adoptado.
No caso de a quantidade de água que corresponde ao ficheiro climático ser inferior à quantidade de água absorvida para fornecimento ilimitado de água, o factor limitante é o material e o programa efectua os cálculos. Caso contrário, ou seja, quando a quantidade de água que corresponde ao ficheiro climático é superior, o programa efectua iterações adicionais32 até que o valor da quantidade de água absorvida para fornecimento ilimitado de água seja igual ao valor da quantidade de água que corresponde ao ficheiro climático.
Existe a possibilidade da convergência ser de tal maneira lenta que não é possível atingir a solução real. Nestes casos o programa termina a iteração e prossegue com os cálculos, apenas aumentando o número de falhas de absorção de água da chuva. De notar que esta ocorrência não influencia significativamente os resultados obtidos nas simulações efectuadas [41].
3.3.1.4. Verificação da qualidade da malha numérica adoptada
Na verificação da qualidade da malha numérica são apresentados os fluxos capilares e os fluxos de difusão de vapor de água, e os balanços de quantidade de água (i.e. Balance 1 e o Balance 2), sendo os valores apresentados em kg/m2.
3.3.1.4.1. Fluxo capilar e fluxo de difusão de vapor de água
Os fluxos capilares e os fluxos de difusão de vapor de água são referentes à fronteira entre o primeiro e o segundo elemento da malha numérica (i.e. lado esquerdo do elemento construtivo) e à fronteira entre o penúltimo e o último elemento da malha numérica (i.e. lado direito do elemento construtivo). A opção por estes valores, em detrimento dos fluxos referentes às superfícies do elemento construtivo, prende- se com o facto de a quantidade de água proveniente do meio ambiente poder não ser igual à quantidade de água que o elemento construtivo absorve a partir da sua superfície. Esta situação ocorre quando a
32 As iterações adicionais consistem no ajuste de uma resistência fictícia ao fluxo na superfície do material até que os valores
das quantidades de água absorvidas para o fornecimento de água ilimitada e de acordo com o ficheiro climático sejam iguais [41].
capacidade de absorção do material é ultrapassada (e.g. ocorrência de elevada condensação superficial) e a quantidade de água excedentária escorre pela superfície do elemento construtivo, e consequentemente desaparece dos cálculos [41]. Uma vez que os fluxos são referentes às fronteiras de elementos da malha numérica existe a possibilidade do fluxo capilar referente ao clima interior ser diferente de zero. O programa WUFI® possui uma simbologia em relação ao processo de transporte de
humidade e em relação ao lado do elemento construtivo (vd. Quadro A.1, no Anexo A).
3.3.1.4.2. Balanços de quantidade de água
O Balance 1 corresponde à diferença entre os valores de teor de água para o elemento construtivo no início e no fim da simulação, e o Balance 2 corresponde à soma33 dos fluxos capilares e dos fluxos de difusão de vapor de água referentes às fronteiras de elementos da malha numérica.
Os valores de ambos os balanços devem ser iguais, pois caso ocorra alteração na quantidade de água no interior de um elemento construtivo, esta resulta do transporte de humidade através das suas superfícies [41]. Contudo, no Balance 2 não são contabilizados nem o primeiro, nem o último elemento da malha numérica, o que pode originar uma diferença entre os valores dos balanços. No caso de os valores serem distintos é necessário verificar a amplitude da diferença. Se esta for significativa (e.g. -5,7 e +10,8 [26]) é necessário reformular a simulação aplicando uma malha numérica mais refinada. No entanto, se a diferença for reduzida (e.g. 17,5 e 17,7 [26]) não é necessário reformular a simulação.