Esta dissertação trata dos critérios para a elaboração de projetos para edificações escolares, em especial destinadas para a educação infantil e ensino fundamental, considerando a sua inserção no contexto ambiental, constituindo, assim, uma concepção arquitetônica bioclimática. Nessa perspectiva a implantação, a geometria, a organização espacial e os parâmetros construtivos do edifício contribuem na materialização de espaços adequados aos requisitos didático-pedagógicos e funcionais e, em especial, às exigências de conforto ambiental dos usuários, de maneira que a escola, na sua configuração física, se constitua em um elemento promotor do desenvolvimento intelectual, social e afetivo da criança. A partir da concepção global baseada nos princípios da bioclimatologia, o trabalho estabelece as necessidades para condicionamento ambiental determinadas pela caracterização climática de Passo Fundo – RS (clima subtropical úmido de altitude), explorando as estratégias solares passivas que utilizam a própria envoltória da edificação na seleção daqueles elementos ambientais externos favoráveis ao aquecimento, resfriamento, ventilação, proteção à radiação solar e iluminação, a fim de agregar aos critérios funcionais de projeto para escolas a maximização do uso desses fatores naturais e a racionalização do uso de energias não-renováveis, tendo como objetivo contribuir para um gradual desenvolvimento sustentável O trabalho aborda a legislação existente pertinente às edificações escolares, bem como apresenta exemplos de escolas solares passivas, com a aplicação de estratégias válidas para as condições locais, confrontadas com estudo de caso simplificado, a fim de que a implementação das sugestões apontadas demostre a sua viabilidade de aplicação.

O objetivo dessa dissertação foi estudar a relação entre o desenho da abertura e o comportamento térmico de ambientes internos de simulação. Para tanto, o comportamento foi quantificado a partir da energia consumida pelo ar-condicionado para manter o ambiente interno com temperaturas aceitáveis para o conforto térmico. Dessa forma, quanto menor a energia consumida, melhor o comportamento térmico do ambiente. A energia consumida foi obtida através de simulação com o software EnergyPlus 7.0. Os parâmetros investigados foram baseados nas variáveis das equações do RTQ-R (Regulamento Técnico da Qualidade para o Nível de Eficiência Energética das Edificações Residenciais). Para o estudo foram simulados ambientes onde em cada simulação era variada a orientação (norte, nordeste, leste, sudeste, sul, sudoeste, oeste e noroeste) o tamanho (cinco diferentes tamanhos) e a existência ou não de dispositivos de sombreamento das aberturas. Como análise complementar, foi também estudado a influência da intensificação da ventilação durante as noites de verão no comportamento térmico de ambientes. No total, o mesmo ambiente foi simulado 240 vezes. O estudo se concentrou no contexto climático da cidade de Porto Alegre. O foco da pesquisa foi a abertura porque esse elemento de construção, dependendo de seu tamanho em relação à parede, de sua orientação, de sua vedação, ou de outras características, pode permitir uma troca térmica significativa entre o interior e o exterior da edificação, independentemente das características de isolamento das paredes. A relação entre o desenho da abertura e o comportamento térmico de ambientes é discutida tendo como base o RTQ-R, pois esse é o regulamento de classificação do nível de eficiência energética de edificações residenciais vigente no país. Ao final do trabalho, a influência dos parâmetros tamanho, orientação e sombreamento para o comportamento térmico de ambientes é discutida tendo como base os resultados do EnergyPlus 7.0 – ferramenta de quantificação – e do RTQ-R – ferramenta de qualificação. Como resultado das simulações feitas com o EnergyPlus 7.0, obteve-se informação sobre a forma pela qual o tamanho, a orientação e o sombreamento das aberturas influenciam o comportamento térmico de ambientes. As análises feitas com o uso das equações do RTQ-R levaram a resultados de maneira geral compatíveis com as simulações, apesar da menor sensibilidade dessa ferramenta qualitativa. Nas análises com o EnergyPlus 7.0, o tamanho foi a variável que apresentou maior influência. Com o uso do RTQ-R, a variável que se mostrou mais influente foi o sombreamento. Foi observado ainda que as equações do RTQ-R ajudam na definição da orientação, do tamanho e do sombreamento das aberturas, características que são essenciais para aprimorar o comportamento térmico de ambientes. Portanto, o uso das equações como ferramenta de suporte ao desenvolvimento de projetos é recomendável. O EnergyPlus também se mostrou uma ferramenta capaz de auxiliar a escolha das melhores estratégias de projeto. Sendo assim, as duas ferramentas se complementam. / The objective of this dissertation was to demonstrate the relationship between the design of the window and the thermal behavior of simulated internal environments. The thermal behavior was quantified from the energy consumed by the air conditioning system to maintain the internal environment with acceptable temperatures for thermal comfort. Thus, the lower the energy consumed, the better the thermal performance of the internal environment. The amount of energy consumed was obtained by simulation with the software EnergyPlus 7.0. The parameters investigated were based on the variables of the equations of RTQ-R (Quality Technical Regulation for the Level of Energy Efficiency of Residential Buildings). For the study internal environments were simulated, where in each simulation were varied orientation (north, northeast, east, southeast, south, southwest, west and northwest) size (five different sizes) and the presence or absence of shading window devices. As a complement, was also studied the influence of the intensification of ventilation during the summer nights on the thermal behavior of internal environments. In total, the same internal environment was simulated 240 times. The study focused on the climatic context of the city of Porto Alegre. The focus of the research was the window because this construction element, depending on its size relative to the wall, on its orientation, on its thermal isolation, or on other characteristics, can allow a significant heat exchange between the interior and the exterior of the building, independently of the characteristics of the isolation of the walls. The relationship between the design of the window and the thermal behavior of buildings is discussed based on the RTQ-R, because this is the classification regulation of the level of energy efficiency of residential buildings present in the country. At the end of the work, the influence of the parameters size, orientation and shading for thermal behavior of internal environments is discussed based on the results of the EnergyPlus 7.0 - quantification tool - and RTQ-R - qualification tool. As a result of the simulation made with the EnergyPlus 7.0, information was obtained about how the size, the orientation and the shading of the windows influence the thermal behavior of the internal environment. The analysis made with the RTQ-R equations led to results which are in general compatible with the simulations, despite the lower sensibility of this qualitative tool. In the analysis made with the EnergyPlus 7.0, the size was the variable with the greatest influence. Using the RTQ-R, the variable that was the most influential was the shading. It was also observed that the equations of the RTQ-R are useful for the definition of orientation, size and shading of windows, characteristics which are essential to improve the thermal behavior of internal environments. Therefore, the use of the equations as a tool to support the development of projects is recommended. The EnergyPlus was also showed as a tool able to help select the best design strategies. Thus, the two tools are complementary.

A pesquisa intitulada de Espaços de ensino-aprendizagem com qualidade ambiental: o processo metodológico para elaboração de um anteprojeto tem como objeto de estudo o espaço físico onde são realizadas as atividades de ensino e aprendizagem em uma escola. O objetivo final é exemplificar, através de estudos preliminares para um anteprojeto de uma escola pública de 1° grau, o processo metodológico para a elaboração de projetos com qualidade ambiental (térmica, luminosa, acústica, visual e ergonômica). A metodologia da pesquisa compreende: a revisão bibliográfica sobre conforto ambiental em escolas e arquitetura bioclimática; a proposta de etapas que configuram uma metodologia de projeto com enfoque ambiental; os estudos preliminares para um anteprojeto de escola; a verificação do desempenho térmico e luminoso das salas de aula propostas. Essa pesquisa busca mostrar que é possível, dentro da rotina habitual e do exercício profissional dos arquitetos, incorporar a metodologia de projeto aqui apresentada para se alcançar a relação ótima entre forma, estética, racionalidade construtiva, custo, conforto ambiental e eficiência energética. / This research, entitled Teaching and learning spaces with environmental quality: the methodological process for buildings design has the space where the teaching and learning activities take place in a school as the main subject. The final goal is to use a design of a public elementary school to give an example of the methodological process of projects building with environmental quality (thermal, lighting, acoustic, visual and ergonomic). The research methodology involves: the bibliographic revision of environmental comfort in schools and bioclimatic architecture; one proposal of stages to build together a project methodology with environmental focus; the preliminary studies for a school project; thermal and lighting performance verification of the proposed classrooms. This research aims to show that it is possible - during the architects\' routine and professional activity - to adopt the methodological process presented here in order to achieve the optimal ratio among shape, esthetics, constructive rationality, economic cost, environmental comfort and energy efficiency.

O emprego da arquitetura bioclimática conduz à minimização dos impactos de uma intervenção no meio e à obtenção de uma relação mais harmoniosa entre paisagem e construção. Esta pesquisa evidencia o potencial da ventilação natural como recurso para resfriamento em climas quentes e úmidos, contribuindo para o aprofundamento no estudo de estratégias de projeto que auxiliem na maior integração do edifício com o clima e contexto locais. Analisa as estratégias de ventilação natural adotadas pelo arquiteto Severiano Porto em suas obras, dada a importância deste tipo de solução para obtenção de conforto térmico em clima tropical quente e úmido. Realiza-se por meio de discussão e análise de três obras do arquiteto, localizadas na cidade de Manaus-AM, e as diferentes soluções propostas, quanto à sua adeqüabilidade e eficiência. A análise se divide em duas etapas: primeiramente a análise qualitativa e descritiva, baseada em leitura de projeto, onde é verificada a incorporação de conceitos bioclimáticos nas edificações e são identificadas as soluções de ventilação natural propostas, através do desenho e caracterização dos sistemas encontrados; seguida da análise quantitativa, realizada através de pesquisa de campo e medições das variáveis ambientais temperatura, umidade relativa e velocidade do ar. A análise dos resultados foi realizada com base nos métodos de Mahoney e ASHRAE Standard 55-2004, assim como em alguns parâmetros obtidos em literatura especializada. Pôde-se identificar as estratégias de ventilação natural utilizadas, tanto cruzada como de efeito chaminé, avaliando-se detalhadamente seu desempenho nos três edifícios. A pesquisa contribui no aperfeiçoamento das soluções projetuais de ventilação natural, visando valorizar o uso de estratégias de energia passiva na arquitetura. Evidencia também a contribuição de Porto no desenvolvimento de uma arquitetura atenta a princípios bioclimáticos. / Bioclimatic architecture consists in minimizing the impacts of an intervention on the environment and obtaining a close relationship between building and nature. This research emphasizes the importance of natural ventilation as a cooling resource for hot and humid climates, contributing for the study of project strategies that adjust to local context and environment. Analyses the natural ventilation strategies used by the architect Severiano Porto in his buildings, since it is an important kind of solution to obtain thermal comfort in tropical hot and humid weather. It presents the discussion and analysis of three of his main works, placed in the city of Manaus, and the efficiency of the different solutions proposed. The analysis is divided in two steps: first a qualitative and descriptive analysis, based on project examination, where the incorporation of bioclimatic concepts in the buildings is verified and the natural ventilation solutions are identified; followed by a quantitative analysis, based on field studies and measurement of the variables temperature, humidity and air velocity. The result analysis was based on the Mahoney and ASHRAE Standard 55-2004 methods, and data obtained in specialized literature. Natural ventilation strategies could be identified, either cross as stack, allowing a detailed evaluation of performance of the three buildings. The research contributes on the improvement of the architectonic solutions on natural ventilation, on the purpose of valuing the use of passive energy strategies in architecture. Valorizes also Porto’s contribution to the development of an architecture that is attentive to bioclimatic principles.

A pesquisa intitulada de Espaços de ensino-aprendizagem com qualidade ambiental: o processo metodológico para elaboração de um anteprojeto tem como objeto de estudo o espaço físico onde são realizadas as atividades de ensino e aprendizagem em uma escola. O objetivo final é exemplificar, através de estudos preliminares para um anteprojeto de uma escola pública de 1° grau, o processo metodológico para a elaboração de projetos com qualidade ambiental (térmica, luminosa, acústica, visual e ergonômica). A metodologia da pesquisa compreende: a revisão bibliográfica sobre conforto ambiental em escolas e arquitetura bioclimática; a proposta de etapas que configuram uma metodologia de projeto com enfoque ambiental; os estudos preliminares para um anteprojeto de escola; a verificação do desempenho térmico e luminoso das salas de aula propostas. Essa pesquisa busca mostrar que é possível, dentro da rotina habitual e do exercício profissional dos arquitetos, incorporar a metodologia de projeto aqui apresentada para se alcançar a relação ótima entre forma, estética, racionalidade construtiva, custo, conforto ambiental e eficiência energética. / This research, entitled Teaching and learning spaces with environmental quality: the methodological process for buildings design has the space where the teaching and learning activities take place in a school as the main subject. The final goal is to use a design of a public elementary school to give an example of the methodological process of projects building with environmental quality (thermal, lighting, acoustic, visual and ergonomic). The research methodology involves: the bibliographic revision of environmental comfort in schools and bioclimatic architecture; one proposal of stages to build together a project methodology with environmental focus; the preliminary studies for a school project; thermal and lighting performance verification of the proposed classrooms. This research aims to show that it is possible - during the architects\' routine and professional activity - to adopt the methodological process presented here in order to achieve the optimal ratio among shape, esthetics, constructive rationality, economic cost, environmental comfort and energy efficiency.

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O edifício hospitalar é um tipo arquitetônico funcionalmente complexo que, segundo se observa, sofreu substanciais alterações no decorrer dos tempos, passando de pavilhonar a monobloco vertical. Esse estudo apresenta uma visão sobre a transformação tipológica do edifício hospitalar, identificando exemplos que apresentam qualidades espaciais de conforto nas unidades de internação e correlacionando princípios corbusianos de projeto e estratégias bioclimáticas. A arquitetura bioclimática explora os benefícios do clima, com soluções integradas para o conforto ambiental como princípio de projeto. O estudo relaciona as variáveis que afetam o conforto ambiental numa internação hospitalar, onde as premências de qualidade de vida são fundamentais para o pronto restabelecimento dos pacientes, uma vez que abrigam pessoas fragilizadas e com alto nível de estresse. Ao longo da revisão bibliográfica, constata-se que o edifício hospitalar concebido durante a arquitetura moderna beneficia soluções de uma arquitetura adaptada ao meio ambiente.O presente trabalho tem como objetivo analisar as relações da arquitetura bioclimática com os fatores climáticos, o conforto do ser humano e as soluções de arquitetura no contexto do ambiente hospitalar, projetado e construído a partir dos princípios corbusianos. Foi realizado um estudo de caso no Hospital Fêmina de Porto Alegre, por se tratar de um exemplo de arquitetura moderna bioclimática. Os espaços estudados são os quartos das unidades de internação e os elementos de arquitetura moderna contemplados no edifício. Os critérios de avaliação no estudo de caso são: medições de temperatura, iluminação natural e realização de entrevistas e questionários aos usuários, combinados com as análises dos princípios de projeto da arquitetura moderna. As interpretações dos resultados do estudo de caso e análises forneceram subsídios para a discussão das hipóteses levantadas e a elaboração das recomendações de projeto para o conforto ambiental nas internações hospitalares.

Esta dissertação investiga os parâmetros para o sombreamento das aberturas envidraçadas dos edifícios na região climática de Goiânia para promover um nível de conforto térmico desejável. Esse trabalho também faz uma interpretação do clima da região utilizando a metodologia da carta bioclimática, que propõe uma zona de conforto a partir de médias mensais de temperatura e umidade, contribuindo com críticas e soluções de ajuste ao processo. Para efeito de aplicação do método, sintetiza os parâmetros na carta solar. A partir dessa síntese, e confrontado-a com um banco de imagens fotográficas, nos solstícios e nos equinócios, promove o estudo de dois casos selecionados. Além dos resultados parciais, o trabalho oferece considerações sobre o potencial de uso dos aparatos de sombra como elementos da concepção e da linguagem arquitetônicas. / This dissertation investigates the parameters for the sun shading of glazed openings in buildings located at the climatic region of Goiânia to promote the desirable level of thermal comfort. This work also makes an climate interpretation of the region by using the bioclimatic chart, that proposes a comfort zone based upon temperature and humidity monthly averages, contributing with critics and solutions to the process adjustment. For the method application, it synthesizes the parameters on the sun-path diagram. Starting from this synthesis, and confronted with a photo database for solstices and equinoxes, the paper promotes the study of two selected cases. Besides the partial results, the work presents considerations on the use potential of the shadow apparatuses as elements of the architectural conception and language.

Esta dissertação desenvolve a relação entre a arquitetura, o zoneamento bioclimático e a qualidade do ambiente construído através do estudo e da aplicação das normativas brasileiras. Relata desde a questão das trocas térmicas que ocorrem entre a edificação e o meio, passando pelo clima, bioclimatologia, estratégias de projeto, Etiquetagem, até os projetos do arquiteto Paulo Mendes da Rocha. Reporta às ferramentas de projeto, NBR 15220-3, que oferece embasamento para a Etiquetagem PROCEL, instrumento de avaliação do desempenho higrotérmico de edificações, mencionando e analisando exemplares arquitetônicos brasileiros através da obra de Paulo Mendes da Rocha. Esta investigação tem por objetivo esmiuçar a bioclimatologia e a qualidade do ambiente construído, por meio da preservação dos recursos naturais, além de trazer dados que auxiliem no planejamento de projetos arquitetônicos de maneira consciente, eficazes e atrelados ao ambiente brasileiro. O referencial teórico corresponde a uma revisão de importantes autores e obras do âmbito desta pesquisa, assim como da geografia, do urbanismo, das normativas. Por fim, através da aplicação dessas normativas, é feita a averiguação dos projetos arquitetônicos de Paulo Mendes da Rocha em oito zonas bioclimáticas brasileiras, com o intuito de estabelecer a conexão entre os resultados alcançados e as técnicas construtivas aplicadas às obras. / This dissertation develops the relationship between architecture, bioclimatic zoning, and the environmental quality of construction through the study and application of brazilian normative. Reports from the issue of thermal exchanges that occur between the building and the environment, through climate, bioclimatic, design strategies, Labeling, until the designs of the architect Paulo Mendes da Rocha. Reports to design tools, NBR 15220-3, which provides the basis for PROCEL’s Labeling, assessment tool of hygrothermal performance of buildings, citing and analyzing architectural examples through the work of the brazilian Paulo Mendes da Rocha. This research aims to scrutinize the bioclimatic and environmental quality of the building through the preservation of natural resources, in addition to bringing in data that assist the planning of architectural projects consciously, effectives and linked to brazilian environment. The bibliography corresponds to a review of important authors and works of the scope of this research, as well as geography, urbanism, normative. Finally, through the application of these regulations, is made to investigate the architectural projects of Paulo Mendes da Rocha in eight brazilian bioclimatic zones, in order to establish the connection between the results and the construction techniques applied to the projects.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:09:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 1676.pdf: 2206138 bytes, checksum: c83c9d5aa6bb880c23dbdaa15df8077f (MD5) Previous issue date: 2007-08-22 / This work aims to analyze the thermal behavior of a green roof with the Braquiária grass (Brachiaria humidicola), that reaches 1m height, comparing it with a traditional roof (concrete slab on show). Considering temperature and relative humidity data obtained through field measurements in different months, the thermal performance of the green and traditional roofs was analyzed. The inside and outside temperatures, and inside superficial of two test-cells were analyzed. The outside superficial temperatures were estimated through computation program and the solar radiation data and wind speed, necessaries for the use of this program, were provided by the Water Resource and Applied Ecology Center (CRHEA,) and the Engineering School of São Carlos (EESC), both from the University of São Paulo (USP). The results indicate that, submitted to the local climate, the green roof presents optimum performance, particularly for decreasing the temperatures of external and internal roof surfaces. In the same test-cell it was recently realized a similar research, which used the Esmeralda grass (Zoysia japonica), a short vegetation. Comparing the measurement results for cold and hot periods, it was noticed differences between the thermal performance of the two grasses. / O objetivo deste trabalho é analisar o comportamento térmico de uma cobertura ajardinada com a grama Braquiária (Brachiaria humidicola), que atinge 1m de altura, comparando-a com a de uma cobertura tradicional (laje exposta). Considerando-se os dados obtidos por meio de monitoramentos com aparelhos registradores de temperaturas e umidades relativas, em diferentes épocas do ano, analisou-se o comportamento térmico das coberturas tradicional e verde. Foram medidas as temperaturas do ar no interior e no exterior das células-teste e as superficiais internas de ambas as células. As temperaturas superficiais externas foram estimadas por programa computacional e os dados de radiação solar e velocidade do vento, necessários para a utilização desse programa, foram fornecidos pelo Centro de Recursos Hídricos e Ecologia Aplicada (CRHEA) e pela Escola de Engenharia de São Carlos (EESC), ambos da Universidade de São Paulo (USP). Os resultados indicam que, submetida ao clima local, a cobertura ajardinada apresenta ótimo desempenho, particularmente por amortecer as temperaturas das superfícies externas e internas da cobertura. Nessa mesma célula-teste realizou-se recentemente uma pesquisa similar, mas que utilizou a grama Esmeralda (Zoysia japonica), uma vegetação rasteira. Comparando-se os resultados dos monitoramentos realizados, nos períodos de frio e calor, foram detectadas diferenças entre os comportamentos térmicos das duas gramas.