Diante das atuais questões ambientais, o uso eficiente da energia é uma premissa em todos os setores de atividades. Sabe-se que as edificações são grandes consumidores de energia e boa parcela desse consumo se dá em sistemas de condicionamento artificial. São três os principais fatores que atuam no balanço térmico e influenciam esse consumo: arquitetura, ocupação e clima. A arquitetura atua como intermediária nesse balanço térmico, podendo ajudar ou prejudicar as condições internas. Este trabalho estuda o desempenho térmico e energético dos edifícios de escritórios em São Paulo e Rio de Janeiro, cidades que apresentam condições extremas de calor durante o verão e até em outras estações do ano. O tipo de ocupação e a atividade realizada em edifícios de escritórios nos dias de hoje criam, por si sós, cargas térmicas elevadas que dificultam ainda mais a obtenção de conforto. Este trabalho parte do pressuposto de que existem soluções arquitetônicas de edifícios de escritórios na cidade de São Paulo capazes de garantir conforto térmico aos usuários durante parte do período de ocupação sem uso de condicionamento artificial, porém acreditar que é possível obter conforto apenas com sistemas passivos durante o ano todo nos atuais edifícios de escritórios das cidades de São Paulo e Rio de Janeiro é ilusão. Diante desse desafio, o sistema de modo misto de condicionamento ambiental une as vantagens do sistema ativo às do passivo, operando com sistemas naturais sempre que possível, reduzindo o consumo de energia e acionando o sistema ativo em situações fora das condições de conforto. Utilizar o sistema de modo misto não significa abrir as janelas de qualquer edifício no inverno. O edifício deve estar preparado para o sistema desde as etapas de projeto. Com base nesse pensamento, a pesquisa analisa o desempenho térmico e energético de três tipologias arquitetônicas operando com o sistema de modo misto em São Paulo e investiga o desempenho das mesmas tipologias sob as condições climáticas da cidade do Rio de Janeiro. As avaliações de desempenho térmico e energético das tipologias são feitas por meio de análises e comparações de resultados de simulações computacionais com o programa TAS (9.0.7 maio, 2005). / Considering current environmental issues, all sectors of activities are premised on the efficient use of energy. Its known that constructions are great energy consumers and part of this consumption is given by artificial conditioning systems. Therere three main factors in thermal balance that influences this consumption: architecture, occupation and climate. The architecture acts as intermediate in this thermal balance, being able to help or harm internal conditions. This research treats office building thermal and energy performance in São Paulo and Rio de Janeiro, cities with high temperatures not only during the summer but also in other seasons. Nowadays, offices occupation and activity are themselves great heat producers, what makes thermal comfort even more difficult to achieve. This project considers that there are office building design solutions able to produce thermal environmental conditions acceptable to a majority of occupants, without air-conditioning system, during part of the working period, in São Paulo. However, believing the possibility of achieving comfort conditions in actual office buildings, only with passive cooling strategies, during all year, in the cities of São Paulo and Rio de Janeiro, is an illusion. Facing this challenge, mixed mode system combines the best of air-conditioning and natural ventilation, operating with natural strategies whenever its possible, reducing energy consumption and using the air-conditioning system only when thermal environmental conditions are not acceptable. Mixed mode operation does not mean to open any building windows during the winter. The building must have been designed for the mixed mode system since its first projects. This research is based on this thought and thermal analysis and energy performance of three architectural design buildings operating with mixed mode system in São Paulo and investigates the performance of these building types under climate conditions of Rio de Janeiro city. The thermal and energy performance evaluations of the building types are based on the analysis and comparison of computer simulations results, with the software TAS (9.0.7 May, 2005).

Submitted by Cátia Araújo (catia.araujo@unipampa.edu.br) on 2017-09-29T12:41:16Z No. of bitstreams: 1 Daniela Galiotto Padoin - 2017.pdf: 4389550 bytes, checksum: dc20fb8e625f388d3aa85db0857a79aa (MD5) / Approved for entry into archive by Marlucy Farias Medeiros (marlucy.farias@unipampa.edu.br) on 2017-09-29T16:24:47Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Daniela Galiotto Padoin - 2017.pdf: 4389550 bytes, checksum: dc20fb8e625f388d3aa85db0857a79aa (MD5) / Made available in DSpace on 2017-09-29T16:24:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Daniela Galiotto Padoin - 2017.pdf: 4389550 bytes, checksum: dc20fb8e625f388d3aa85db0857a79aa (MD5) Previous issue date: 2017-04-24 / Neste trabalho, foram estudadas as propriedades físicas, mecânicas, acústicas e térmicas de um traço de Concreto autoadensável (CAA) já utilizado por uma Usina de Concreto, e outros três traços com substituição de cimento Portland (CP) por Cinza de casca de arroz (CCA). O traço referência (sem substituição) foi utilizado na construção de um Edifício de parede de concreto. Os ensaios foram definidos a fim de ser possível a análise tanto da resistência à compressão e resistência à tração diametral, quanto o conforto térmico e acústico apresentado por esse material, quando comparado com o que é normatizado. Para isso, foram realizados os ensaios no estado fresco, garantindo as especificações de todas as propriedades exigidas para um concreto ser considerado autoadensável. Após essa caracterização, moldaram-se os corpos de prova necessários para todos os ensaios do estado endurecido, sendo corpos de prova cilíndricos (100x200mm) para ensaios mecânicos, cilíndricos (20x100mm) para ensaios acústicos e retangulares (300x300x100mm) para ensaios térmicos. No quesito de resistência à compressão, superou o fck estabelecido aos 28 dias, que era de 25 MPa. Analisando os valores encontrados para absorção e isolamento acústico, pode-se dizer que apresentaram resultados satisfatórios na menor faixa de frequência e, na maior, apresentaram alguns problemas que acredita-se serem referentes ao equipamento utilizado. No desempenho térmico, todos os traços, apresentaram resultados próximos entre si e a outros estudos da bibliografia e normas, não sendo influenciado pela substituição da CCA. Os resultados dos ensaios demonstraram que é possível substituir CP por CCA sem que haja prejuízo às características mecânicas os CAAs, e ainda obter ganhos econômicos. O melhor concreto, levando em conta todos os aspectos estudados, foi com 20% de substituição de CP por CCA. / In this work the physical, mechanical, acoustic and thermal properties of a Self-consolidating concrete (SCC) mix design already used by a concrete plant and others three mix design with Portland cement (PC) replacement by Rice husk ash (RHA) were studied. The reference mix design (without replacement) was used in the construction of a concrete wall building. The experimental tests were defined in order to allow the analysis of both the compressive strength and diametral tensile strength, as well as the thermal and acoustic comfort presented by this material, Thus, the tests were realized in the fresh state, guaranteeing the specifications of all properties required for a concrete to be considered self-consolidating. After this characterization, the necessary specimens were molded for all the hardened state tests, being cylindrical specimens (100x200mm) for mechanical tests, cylindrical (20x100mm) for acoustic tests and rectangular (300x300x100mm) for thermal tests. The compressive strength exceeded the fck established at 28 days, which was 25 MPa. Analyzing the values found for absorption and acoustic insulation, it can be said that they presented satisfactory results in the lower frequency range and, in the higher, presented some problems that are believed to be referring to the equipment used. In the thermal performance, all the mix design present close results among themselves and other studies of the bibliography and norms, not being influenced by replacement of the RHA. The tests results demonstrated that it is possible to replacement PC for RHA without impairing the mechanical features of the SCCs as well as to obtain economic gains. The best concrete, taking into account all aspects studied, was with a 20% replacement of PC for RHA.

Os contêineres metálicos foram desenvolvidos para a utilização no setor de logística e transporte, mas por sua escala adaptável à das edificações e pela mobilidade e praticidade de instalação, tiveram sua utilização apropriada também pelo setor da construção civil. Essas instalações possuem diversas qualidades ambientalmente amigáveis, mas seu aspecto térmico é extremamente insuficiente: sem isolamento térmico, demandam alta carga térmica de refrigeração e aquecimento, no verão e inverno, respectivamente e, consequentemente, um alto consumo energético. Tal característica foi crucial para que se determinassem como objetivos da presente pesquisa investigar o comportamento térmico dessas construções metálicas, avaliar seus parâmetros de desempenho, conforto e estresse térmicos, por meio de uma ampla coleta de dados experimentais. O experimento com duração de um ano - contou com três tipologias de contêiner em escala real, sendo o primeiro em aço Tipo X sem isolamento térmico, o segundo com um isolamento térmico para o fenômeno da condução e o terceiro com isolamento térmico para o fenômeno da radiação. Os diferentes tipos de tratamentos térmicos proporcionaram melhorias à envoltória dos contêineres, chegando a uma diferença nas temperaturas internas de até 9 °C. Constatou-se a extrema necessidade de adequação do tipo de isolamento térmico dos contêineres ao uso a que tais instalações se destinam escritório ou alojamento, no caso dos canteiros de obras para que as características da envoltória minimizem de fato a demanda ou mesmo atinjam a eliminação da necessidade de condicionamento artificial. / Metal containers were developed to logistics and transportation sector, but as a result of their suitable scale to human occupation, and their mobility and installation convenience, their use was adopted by the construction sector. These installations have many environmentally friendly characteristics, but their thermal performance is extremely unsuitable for habitation: without thermal insulation, the containers have high cooling and heating thermal load, in summer and winter, respectively, and consequently, to achieve thermal comfort, a substantial amount of energy is consumed. This feature was important to determine that the researchs objectives were to investigate metallic constructions thermal performance, calculate their thermal performance parameters, thermal comfort and thermal stress through a wide collection of experimental data. The experiment with duration of one year was conducted in three real scale containers: all of them made of steel (called steel Type X): the first one had no thermal insulation, the second one had insulation for thermal conduction, and the third had a thermal barrier for radiation. This different types of thermal treatment provided improvement to the containers envelopes, achieving a difference in internal temperatures about 9 °C. The findings reveal that thermal insulation needs to correctly respond to the containers intended use office or accommodation, in the case of construction sites so that the envelopes characteristics can have an impact on minimizing energy demand or even eliminate the containers need for artificial heating and cooling.

As coberturas verdes fazem parte da arquitetura vernacular há séculos como solução para regulação térmica das edificações, retardando a transferência de calor para o ambiente interno e, no inverno, retardando as perdas de calor dos ambientes internos para o exterior da edificação (International Green Roof Association - IGRA). Em se adotando cobertura verde em edificações supõe-se haver economia no consumo de energia para se obter condições de conforto térmico nos ambientes. Baseado nessa suposição foi realizada uma pesquisa experimental onde, por meio de um estudo comparativo entre dois tipos de cobertura: a verde e a de telhas cerâmicas comprovou-se o potencial de economia de energia. A análise do comportamento térmico das coberturas verdes foi realizada por meio de coleta de dados de variáveis ambientais, durante um período de 10 meses, de um protótipo instrumentado, construído no Departamento de Engenharia de Construção Civil da Escola Politécnica da USP, São Paulo. Os dados levantados foram comparados com os dados de um segundo protótipo de mesmas dimensões e igualmente instrumentado, com cobertura cerâmica, sob as mesmas condições ambientais. A comparação dos resultados e análises em dias e episódios representativos de cada estação comprovaram a eficiência das coberturas verdes para retardar o ganho térmico da edificação. Espera-se que os resultados sejam incentivadores à larga aplicação dos telhados egetados, o que trará diversas vantagens para população. / Green roofing is been a part of the vernacular architecture for centuries as solution for constructions thermal regulation. It is known that they delay the heat transfer from the outside to the inside of the building, and during winter, they delay the heating loss from the inside to the outside of the building (International Green Roof Association - IGRA). By adopting green roofs in buildings, one assumes that there is economy in energy consumption to obtain conditions of thermal comfort in inner environments. Based on this assumption, an experimental research was accomplished where, through a comparative study between two types of roofing systems: green and ceramics, it was determined this energy saving potential of green roofs. The analysis of the green roofing thermal behavior was realized through data collection of environmental variables, during the period of ten months, from an instrumented prototype constructed at the Polytechnic School of the University of São Paulo, São Paulo. The collected data was compared to those of a second prototype with the same dimensions and equally instrumented, with ceramics roofing, under the same environmental conditions. The data comparison and analysis of specific days in each season, proved the green roof efficiency on retarding the building thermal gain. One expects that the results will encourage the application of green roofs, which will bring several advantages to the population.

Submitted by Maicon Juliano Schmidt (maicons) on 2015-04-18T14:41:17Z No. of bitstreams: 1 Josiane Reschke Pires.pdf: 4785187 bytes, checksum: 5dcede27f6c8d94cee536d3dfbfa047d (MD5) / Made available in DSpace on 2015-04-18T14:41:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Josiane Reschke Pires.pdf: 4785187 bytes, checksum: 5dcede27f6c8d94cee536d3dfbfa047d (MD5) Previous issue date: 2013-03-21 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / PROSUP - Programa de Suporte à Pós-Gradução de Instituições de Ensino Particulares / A preocupação com a sustentabilidade sugere a busca pela otimização dos recursos naturais. Um dos aspectos necessários é adequar as edificações para o clima em que estão localizadas, reduzindo o consumo energético da habitação e ampliando o conforto ambiental. O objetivo desta pesquisa é investigar a viabilidade técnica e econômica da aplicação de critérios de desempenho térmico em edificações residenciais. A investigação foi centrada na identificação dos custos e da energia no ciclo de vida de projetos simulados com soluções baseadas em conforto ambiental passivo (natural) e ativo (artificial), verificando a influência no consumo de energia da edificação. Foi aplicada em projetos de edificações residenciais verticais e horizontais, de classe média e baixa, em dois climas distintos (Porto Alegre e Bento Gonçalves, RS), examinando o tipo de envelope, as absortâncias e o uso de elementos construtivos. Para análise do desempenho térmico foi adotada a norma de desempenho NBR 15575 e método graus-hora, com modelagem BIM, utilizando o Revit/Autodesk e para as simulações térmicas foi empregado o EnergyPlus, software especializado em análise energética para edificações. O ciclo de vida dos projetos propostos foi analisado considerando-se um período de 50 anos, comparando os custos e a energia incorporada das alternativas. Como um segundo parâmetro de sustentabilidade, também se analisou a eficiência energética conforme o selo de eficiência energética Procel Edifica. Os resultados indicam que com o aumento do isolamento da envoltória se verifica uma melhoria do conforto térmico, de até 54%, e economia de energia, em ambos os climas, com um período de retorno de 2 a 6 anos, em alguns casos. / The concern with sustainability brought the need for optimization of the energy resources to reduce the consumption of electric energy and of natural resources. One of the aspects is the need to adapt the buildings to the climate in which they are located, reducing the energy consumption of housing. The aim of this research is to investigate the technical and economic viability of applying some criteria of thermal performance in residential buildings. The methodology is based on the identification of the costs and energy in the life cycle of projects based on environmental comfort on passive (natural) and active (artificial) ways, detailing the influence on energy consumption of the building. It was applied in residential projects, both vertical and horizontal, of lower and middle class, in two distinct microclimates (Porto Alegre and Bento Gonçalves, southern Brazilian cities), examining alternatives of envelope, insulation and the use of architectural façade elements. To analyze the thermal performance was adopted the Brazilian standard NBR 15575 and degree-hour method, with BIM modeling through Revit/Autodesk and for the thermal simulation Ecotect/Autodesk and EnergyPlus. The life cycle of the proposed case studies was analyzed by considering a period of 50 years, comparing the costs and embodied energy of alternatives. As a second measure of sustainability, energy efficiency was also analyzed with the Brazilian standard of energy efficiency Procel Edifica. The results showed that with the increment of envelope’s insulation there are improvement of thermal comfort, of 54%, and energetic economy, in both climates, with a payback period of 2 to 6 years, in some cases.

O desconforto térmico nas salas de aula e nos estúdios do prédio principal da Faculdade de Arquitetura e Urbanismo da Universidade de São Paulo (FAU-USP) sempre foi um dos principais motivos de reclamação por parte dos usuários. Tal desconforto acontece tanto devido ao frio quanto devido ao calor, mas as altas temperaturas nos ambientes de aprendizado têm o impacto de desconcentrar os alunos em suas atividades. Problemas quanto aos altos níveis de iluminação natural e a falta de flexibilidade quanto ao ajuste dos níveis de iluminância - principalmente nas salas de aula, em que há necessidade de escurecimento do ambiente para apresentações com a utilização de retroprojetor - também contribuem para a insatisfação dos usuários. A definição do potencial da ventilação natural como estratégia fundamental de projeto, associada ao sombreamento e à massa térmica, é o objetivo desta pesquisa. A redução das temperaturas operativas em cenário climático atual e em cenário de mudança climática, decorrente da redução da carga térmica no edifício, constitui a principal referência de análise de desempenho. Análises adicionais relacionadas à iluminação natural também foram conduzidas, como forma de olhar para o desempenho da edificação de maneira integrada. Por meio de simulações computacionais e do levantamento de campo, foram elaboradas recomendações de projeto para a edificação, contemplando o emprego das estratégias supracitadas. Entretanto, devido a limitações quanto à intervenção no prédio colocadas pelo Conselho de Defesa do Patrimônio Histórico, Arqueológico, Artístico e Turístico do Estado de São Paulo (CONDEPHAAT), a premissa fundamental deveria ser a solução dos problemas de conforto de modo que não interferissem visualmente na arquitetura. A substituição do conjunto de domos da cobertura, dentro do contexto da reforma pela qual passava o prédio desde 2010 e intensificada no final de 2013, exigiria análises de desempenho térmico e visual fundamentais para o sucesso do programa da reforma. O custo total das intervenções, associado à situação de dificuldade financeira da Universidade de São Paulo, não permitiriam que soluções fossem testadas in locu sem as corretas avaliações iniciais, sob o risco de os problemas de conforto serem perpetuados por mais algumas décadas. O convite do então diretor da FAU-USP, o Prof. Dr. Marcelo de Andrade Roméro, para participar dos trabalhos de análise veio no final de 2013 e constituiu a base da atual dissertação. A finalização da pesquisa é a proposição de recomendações de desempenho térmico e visual para o prédio - parcialmente incorporadas na reforma recentemente concluída -, como a alteração do material dos domos e o aumento da ventilação permanente através da cobertura. Outras recomendações não incorporadas incluem sombreamento externo da cobertura e alteração do mobiliário dos estúdios, a fim de proporcionar flexibilidade no controle dos níveis de iluminação natural nesses ambientes. As recomendações não incorporadas, contudo, podem servir de consulta para novas eventuais intervenções no edifício. / The thermal discomfort in classrooms and studios in the main building of the University of São Paulo Faculty of Architecture and Urbanism (FAU-USP) has always been one of the main areas of complaint from users. Such discomfort happens both because of the cold and the heat, but the high temperatures in the learning environments have the impact of distracting students in their activities. Problems concerning the high levels of daylighting and the lack of flexibility in the adjustment of illuminance levels - especially in classrooms, where blackout is needed in the room due to projection presentations - also contribute to the dissatisfaction of users. The definition of the potential of natural ventilation as a key design strategy, combined with shading and thermal mass, is the objective of this research. Reducing operating temperatures in both current climate and climate change scenarios due to reduced thermal load in the building is the main reference for performance analysis. Further analysis related to daylighting were also carried out as a way to look at the building performance in an integrated manner. Thorough computer simulations and field survey design recommendations have been prepared for the building, adressing the use of strategies cited above. However, due to limitations on the level of intervention in the building imposed by the Conselho de Defesa do Patrimônio Histórico, Arqueológico, Artístico e Turístico do Estado de São Paulo (CONDEPHAAT) - Heritage Council in the State of São Paulo -, the fundamental premise should be a solution for the comfort issues that did not interfere visually in the architecture. A replacement of the set of skylights, within the context of the renovation through which the building was undergoing since 2010 and intensified in late 2013, would require thermal and visual performance analysis, essential to the success of the renovation program. The total cost of interventions, associated with the dificult financial situation of the University of São Paulo, would not allow solutions to be tested on site without correct initial assessments, under the risk of environmental comfort issues being pushed forward into a few more decades. The invitation from FAU-USP director at the time, Professor Dr. Marcelo de Andrade Roméro, to participate in the analytical work came at the end of 2013 and set the basis of this dissertation. The completion of the research is the proposition of both thermal and visual performance recommendations for the building - partially incorporated into the recently completed renovation -, such as changing the material of skylights and increased permanent ventilation through the roof. Other recommendations not incorporated in the actual renovation include external shading for the roof and upgrading of furniture for the studios - the last one intending to provide flexible control of daylighting levels in these rooms. The unincorporated recommendations, however, may serve as a guide for any new intervention in the building.

O desconforto térmico nas salas de aula e nos estúdios do prédio principal da Faculdade de Arquitetura e Urbanismo da Universidade de São Paulo (FAU-USP) sempre foi um dos principais motivos de reclamação por parte dos usuários. Tal desconforto acontece tanto devido ao frio quanto devido ao calor, mas as altas temperaturas nos ambientes de aprendizado têm o impacto de desconcentrar os alunos em suas atividades. Problemas quanto aos altos níveis de iluminação natural e a falta de flexibilidade quanto ao ajuste dos níveis de iluminância - principalmente nas salas de aula, em que há necessidade de escurecimento do ambiente para apresentações com a utilização de retroprojetor - também contribuem para a insatisfação dos usuários. A definição do potencial da ventilação natural como estratégia fundamental de projeto, associada ao sombreamento e à massa térmica, é o objetivo desta pesquisa. A redução das temperaturas operativas em cenário climático atual e em cenário de mudança climática, decorrente da redução da carga térmica no edifício, constitui a principal referência de análise de desempenho. Análises adicionais relacionadas à iluminação natural também foram conduzidas, como forma de olhar para o desempenho da edificação de maneira integrada. Por meio de simulações computacionais e do levantamento de campo, foram elaboradas recomendações de projeto para a edificação, contemplando o emprego das estratégias supracitadas. Entretanto, devido a limitações quanto à intervenção no prédio colocadas pelo Conselho de Defesa do Patrimônio Histórico, Arqueológico, Artístico e Turístico do Estado de São Paulo (CONDEPHAAT), a premissa fundamental deveria ser a solução dos problemas de conforto de modo que não interferissem visualmente na arquitetura. A substituição do conjunto de domos da cobertura, dentro do contexto da reforma pela qual passava o prédio desde 2010 e intensificada no final de 2013, exigiria análises de desempenho térmico e visual fundamentais para o sucesso do programa da reforma. O custo total das intervenções, associado à situação de dificuldade financeira da Universidade de São Paulo, não permitiriam que soluções fossem testadas in locu sem as corretas avaliações iniciais, sob o risco de os problemas de conforto serem perpetuados por mais algumas décadas. O convite do então diretor da FAU-USP, o Prof. Dr. Marcelo de Andrade Roméro, para participar dos trabalhos de análise veio no final de 2013 e constituiu a base da atual dissertação. A finalização da pesquisa é a proposição de recomendações de desempenho térmico e visual para o prédio - parcialmente incorporadas na reforma recentemente concluída -, como a alteração do material dos domos e o aumento da ventilação permanente através da cobertura. Outras recomendações não incorporadas incluem sombreamento externo da cobertura e alteração do mobiliário dos estúdios, a fim de proporcionar flexibilidade no controle dos níveis de iluminação natural nesses ambientes. As recomendações não incorporadas, contudo, podem servir de consulta para novas eventuais intervenções no edifício. / The thermal discomfort in classrooms and studios in the main building of the University of São Paulo Faculty of Architecture and Urbanism (FAU-USP) has always been one of the main areas of complaint from users. Such discomfort happens both because of the cold and the heat, but the high temperatures in the learning environments have the impact of distracting students in their activities. Problems concerning the high levels of daylighting and the lack of flexibility in the adjustment of illuminance levels - especially in classrooms, where blackout is needed in the room due to projection presentations - also contribute to the dissatisfaction of users. The definition of the potential of natural ventilation as a key design strategy, combined with shading and thermal mass, is the objective of this research. Reducing operating temperatures in both current climate and climate change scenarios due to reduced thermal load in the building is the main reference for performance analysis. Further analysis related to daylighting were also carried out as a way to look at the building performance in an integrated manner. Thorough computer simulations and field survey design recommendations have been prepared for the building, adressing the use of strategies cited above. However, due to limitations on the level of intervention in the building imposed by the Conselho de Defesa do Patrimônio Histórico, Arqueológico, Artístico e Turístico do Estado de São Paulo (CONDEPHAAT) - Heritage Council in the State of São Paulo -, the fundamental premise should be a solution for the comfort issues that did not interfere visually in the architecture. A replacement of the set of skylights, within the context of the renovation through which the building was undergoing since 2010 and intensified in late 2013, would require thermal and visual performance analysis, essential to the success of the renovation program. The total cost of interventions, associated with the dificult financial situation of the University of São Paulo, would not allow solutions to be tested on site without correct initial assessments, under the risk of environmental comfort issues being pushed forward into a few more decades. The invitation from FAU-USP director at the time, Professor Dr. Marcelo de Andrade Roméro, to participate in the analytical work came at the end of 2013 and set the basis of this dissertation. The completion of the research is the proposition of both thermal and visual performance recommendations for the building - partially incorporated into the recently completed renovation -, such as changing the material of skylights and increased permanent ventilation through the roof. Other recommendations not incorporated in the actual renovation include external shading for the roof and upgrading of furniture for the studios - the last one intending to provide flexible control of daylighting levels in these rooms. The unincorporated recommendations, however, may serve as a guide for any new intervention in the building.

Esta pesquisa teve como ponto de partida o viés do adensamento em áreas urbanas consolidadas - dotadas de infraestrutura, serviços urbanos e ofertas de emprego - servindo de alternativa à expansão periférica, apresentando-se como potencial para a produção habitacional e para o adensamento construtivo. E assim, uma questão se fez pertinente: construir com o coeficiente de aproveitamento (C.A.) máximo permitido pela legislação urbana (Plano Diretor Estratégico do município de São Paulo), numa dada área da cidade, é uma garantia do atendimento da qualidade ambiental de seus edifícios? A pesquisa foi estruturada na busca por responder a esta questão. Seu objeto é a implantação dos edifícios residenciais na cidade de São Paulo, dentro do contexto de C.A. máximo permitido pela legislação. Como objetivo tem-se o estabelecimento de procedimentos para avaliação de desempenho térmico, acústico e luminoso das unidades habitacionais dos edifícios implantados na quadra de estudo, em área central da cidade de São Paulo. O método é essencialmente analítico com base na ferramenta de simulação computacional TAO: uma metodologia para implantação de edificação - ênfase no desempenho térmico, acústico, luminoso e energético (ALUCCI, 2007), para a entrada de dados e modelagem da quadra de estudo. O trabalho incluiu procedimentos de levantamento de dados primários através de pesquisa de campo. Como produto da tese tem-se: (I) critérios ambientais que orientarão as escolhas dos arquitetos quanto às distintas alternativas de implantação da edificação no terreno, (II) a flexibilização das decisões de projeto, considerando a realidade local e contemplando, principalmente, as intenções e o partido adotado pelo arquiteto, (III) ao optar por qualquer alternativa de implantação, é possível estimar o desempenho da edificação para todos os critérios de desempenho, (IV) resultados distintos do 1° e do último pavimento tipo, o que aponta a necessidade de projeto de pavimento tipo diferentes, o que ordenará o desenho do edifício, (V) metodologia para avaliação de desempenho térmico, acústico e luminoso do edifício, (VI) proposta de ocupação de quadra e avaliação de desempenho térmico, acústico e luminoso das edificações. / This research took as a starting point the densification of consolidated urban areas - with infrastructure, urban services and jobs - as an alternative to peripheral expansion, posing as potential for housing production and the constructive consolidation. So a question became relevant: Does the use of maximum Floor Area Ratio (FAR) allowed by the urban legislation (Strategic Master Plan of São Paulo) in a given area of the city ensure compliance with environmental quality of its buildings? The research was structured aiming to answer this question. The object of investigation is the implementation of the residential buildings in the city of São Paulo within the maximum FAR allowed by law. The objective has been to establish procedures for assessing thermal, acoustic and luminous performance of housing units in buildings of the study block, in the central area of São Paulo. The method is essentially analytical, based on computational simulation tool TAO: methodology for building\'s site planning to optimize thermal, acoustics, lighting and energy performance (ALUCCI, 2007), for the input of data and modeling study block. The work included collection of primary data through a field survey. As the product of the research we have: (I) environmental criteria to guide the choice of architects among different alternative for site plans, (II) the flexibility of design decisions, considering the local reality and contemplating mainly the approach adopted by the architect, (III) Once the site plan is defined it is possible to estimate the performance of the building for various criteria, (IV) different results of the 1st and last floor type, which points the need for different types of design for the ground floor, (V) methodology for evaluating thermal performance, acoustic and light of buildings, (VI) block site plan proposal and evaluation of its thermal, acoustic and luminous performance.

Diante das atuais questões ambientais, o uso eficiente da energia é uma premissa em todos os setores de atividades. Sabe-se que as edificações são grandes consumidores de energia e boa parcela desse consumo se dá em sistemas de condicionamento artificial. São três os principais fatores que atuam no balanço térmico e influenciam esse consumo: arquitetura, ocupação e clima. A arquitetura atua como intermediária nesse balanço térmico, podendo ajudar ou prejudicar as condições internas. Este trabalho estuda o desempenho térmico e energético dos edifícios de escritórios em São Paulo e Rio de Janeiro, cidades que apresentam condições extremas de calor durante o verão e até em outras estações do ano. O tipo de ocupação e a atividade realizada em edifícios de escritórios nos dias de hoje criam, por si sós, cargas térmicas elevadas que dificultam ainda mais a obtenção de conforto. Este trabalho parte do pressuposto de que existem soluções arquitetônicas de edifícios de escritórios na cidade de São Paulo capazes de garantir conforto térmico aos usuários durante parte do período de ocupação sem uso de condicionamento artificial, porém acreditar que é possível obter conforto apenas com sistemas passivos durante o ano todo nos atuais edifícios de escritórios das cidades de São Paulo e Rio de Janeiro é ilusão. Diante desse desafio, o sistema de modo misto de condicionamento ambiental une as vantagens do sistema ativo às do passivo, operando com sistemas naturais sempre que possível, reduzindo o consumo de energia e acionando o sistema ativo em situações fora das condições de conforto. Utilizar o sistema de modo misto não significa abrir as janelas de qualquer edifício no inverno. O edifício deve estar preparado para o sistema desde as etapas de projeto. Com base nesse pensamento, a pesquisa analisa o desempenho térmico e energético de três tipologias arquitetônicas operando com o sistema de modo misto em São Paulo e investiga o desempenho das mesmas tipologias sob as condições climáticas da cidade do Rio de Janeiro. As avaliações de desempenho térmico e energético das tipologias são feitas por meio de análises e comparações de resultados de simulações computacionais com o programa TAS (9.0.7 maio, 2005). / Considering current environmental issues, all sectors of activities are premised on the efficient use of energy. Its known that constructions are great energy consumers and part of this consumption is given by artificial conditioning systems. Therere three main factors in thermal balance that influences this consumption: architecture, occupation and climate. The architecture acts as intermediate in this thermal balance, being able to help or harm internal conditions. This research treats office building thermal and energy performance in São Paulo and Rio de Janeiro, cities with high temperatures not only during the summer but also in other seasons. Nowadays, offices occupation and activity are themselves great heat producers, what makes thermal comfort even more difficult to achieve. This project considers that there are office building design solutions able to produce thermal environmental conditions acceptable to a majority of occupants, without air-conditioning system, during part of the working period, in São Paulo. However, believing the possibility of achieving comfort conditions in actual office buildings, only with passive cooling strategies, during all year, in the cities of São Paulo and Rio de Janeiro, is an illusion. Facing this challenge, mixed mode system combines the best of air-conditioning and natural ventilation, operating with natural strategies whenever its possible, reducing energy consumption and using the air-conditioning system only when thermal environmental conditions are not acceptable. Mixed mode operation does not mean to open any building windows during the winter. The building must have been designed for the mixed mode system since its first projects. This research is based on this thought and thermal analysis and energy performance of three architectural design buildings operating with mixed mode system in São Paulo and investigates the performance of these building types under climate conditions of Rio de Janeiro city. The thermal and energy performance evaluations of the building types are based on the analysis and comparison of computer simulations results, with the software TAS (9.0.7 May, 2005).

Vacuum glazing is a vital development in the move to more energy efficient buildings. In vacuum glazing, an evacuated cavity supresses gaseous conduction and convection to provide high thermal resistance. A high vacuum pressure (less than 0.1 Pa) is required and must be maintained by a hermetic seal around the periphery, currently formed with either indium (i.e. low temperature sealing method) or solder glass (i.e. high temperature sealing method). This thesis reports the results of an experimental and theoretical investigation into the development of new low temperature (less than 200°C) and novel high temperature (up to 450°C) glass edge seals. A new low temperature composite edge seal was developed in which double and triple vacuum glazings each of dimensions 300x300mm were fabricated with measured vacuum pressures of 4.6x10-2Pa and 4.8x10-2Pa achieved respectively. A three dimensional finite element model of the fabricated design of composite edge sealed triple vacuum glazing was developed.